正交異性鋼橋面板U肋與橫隔板連接處疲勞性能研究.pdf

1、隨著我國道路交通建設(shè)的快速發(fā)展,正交異性鋼橋面板以其自重輕、極限承載力大、結(jié)構(gòu)美觀、施工方便等一系列優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外大跨度橋梁的建設(shè)中。但是,由于其結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,局部構(gòu)造形式多樣,再加上焊接殘余應(yīng)力、應(yīng)力集中、循環(huán)荷載效應(yīng)以及現(xiàn)場安裝誤差等諸多因素的影響,較易發(fā)生疲勞破壞。因而近年來,正交異性鋼橋面板的疲勞問題一直是道路交通建設(shè)中的熱點問題。本文以九江長江公路大橋為工程背景,對該橋正交異性鋼橋面板的U肋與橫隔板連接處的疲勞性能進

2、行了試驗研究。具體工作如下:
　　1.對正交異性鋼橋面板疲勞研究發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀進行了詳細介紹,并對疲勞基本理論以及當(dāng)今主流的抗疲勞設(shè)計方法進行了簡要闡述。
　　2.參照九江長江公路大橋正交異性鋼橋面板的構(gòu)造形式,建立了其整體鋼箱梁的有限元模型、3U肋3跨橋面板系有限元模型以及本文所采用的用于模擬U肋與橫隔板連接處疲勞性能的疲勞試件有限元模型。隨后通過有限元分析,對三種模型中處于加載位置的U肋與橫隔板連接處的應(yīng)力情況進行了對

3、比,論述了所采用的疲勞試件模型的合理性。
　　3.基于疲勞試件模型,建立6個有限元模型,并通過有限元計算得出各模型沿4條不同路徑的應(yīng)力分布情況,以研究當(dāng)U肋與橫隔板間因現(xiàn)場安裝誤差導(dǎo)致兩者之間存在一定偏角時對正交異性鋼橋面板的U肋與橫隔板連接部位疲勞性能的影響,并將結(jié)論與實際疲勞試驗的結(jié)果進行了對比分析。研究顯示:現(xiàn)場安裝誤差對正交異性鋼橋面板U肋與橫隔板連接處的疲勞性能影響較大,在相同加載工況下,偏轉(zhuǎn)角度越大,越容易出現(xiàn)疲勞裂紋