正交異性鋼橋面板靜力與疲勞性能試驗(yàn)研究.pdf

1、正交異性鋼橋面板具有良好的受力性能，被廣泛用于大跨度橋梁的建設(shè)中。但由于其焊接復(fù)雜且連接位置應(yīng)力集中嚴(yán)重，該結(jié)構(gòu)在其使用過程中易于發(fā)生疲勞破壞。本文主要針對帶內(nèi)隔板的正交異性鋼橋面板展開靜力及疲勞性能研究，分析內(nèi)隔板對正交異性鋼橋面板連接細(xì)節(jié)的力學(xué)性能及疲勞強(qiáng)度的改善。同時(shí)建立有限元模型，探討了不同的單元網(wǎng)格劃分精度及焊腳尺寸對疲勞敏感位置各差值點(diǎn)及熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果的影響。根據(jù)驗(yàn)證后的有限元模型對內(nèi)隔板的構(gòu)造尺寸及構(gòu)造型式展開參數(shù)分析并

2、給出相關(guān)建議。本文試驗(yàn)及有限元分析的主要結(jié)論如下：
　　1、設(shè)置U肋內(nèi)隔板明顯改善了U肋與橫隔板連接位置應(yīng)力水平，一定程度地緩和了橫隔板弧形開孔最大應(yīng)力峰值，使橫隔板整體行為效應(yīng)有所增強(qiáng)。
　　2、對于疲勞敏感細(xì)節(jié)焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力值的計(jì)算，采用船級社建議的線性外推公式計(jì)算結(jié)果要小于國際焊接學(xué)會(huì)推薦的線性外推公式計(jì)算結(jié)果；采用小于等于0.5t（t為U肋腹板厚度）單元網(wǎng)格尺寸建模，船級社和國際焊接學(xué)會(huì)推薦的熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算公式所得的結(jié)

3、果均收斂；采用0.25t單元網(wǎng)格劃分精度的有限元模型建模計(jì)算值與試驗(yàn)值擬合較好。
　　3、疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，U肋腹板連接處焊縫焊趾下方易發(fā)生順橋向疲勞裂紋，以距離焊趾10mm位置的測點(diǎn)應(yīng)力下降作為判斷疲勞破壞的依據(jù)，比較分析了裂紋開展的時(shí)間、原因、形態(tài)后，得出內(nèi)橫隔板的存在能有效延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生及裂紋的擴(kuò)展速度。
　　4、對于內(nèi)隔板的設(shè)計(jì)，宜設(shè)置其底部為超過橫隔板開孔端部1.25t的距離，內(nèi)隔板型式宜采用U肋內(nèi)側(cè)設(shè)置T型加