为了解车轮荷载作用对正交异性钢桥面板典型疲劳细节的影响,以长门特大桥为背景,采用有限元法建立正交异性钢桥面板节段模型及易开裂部位的子模型,分析在不同横向荷载分布下3处典型疲劳细节受力及面内外变形,得到各细节最不利加载位置。对最不利位置进行加载,分析疲劳裂纹尖端应力强度因子变化规律,研究不同疲劳细节裂纹类型及扩展能力。结果表明:单轮荷载作用下,横隔板弧形缺口位置会发生面内外变形,顶板-U肋焊根处以面外变形为主...
基于扩展有限元的方法,结合ABAQUS软件,进行正交异性钢桥面板肋-板试件模型在疲劳荷载下裂纹的三维扩展模拟,初始裂纹为肋-板焊趾位置处的半椭圆形裂纹,并采用Forman公式评估其剩余寿命。分析结果表明半椭圆形裂纹在扩展过程中形状会逐渐变得扁平;裂纹扩展后的形状以及平面外偏转也说明了不能忽略Ⅱ型和Ⅲ型裂纹的影响。
作者:李磊; 王昌将; 陈向阳; 白雨东 期刊:《桥梁建设》 2019年第05期
鱼山大桥通航孔桥为(70+140+180+260+180+140+70) m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥。该桥主梁主跨中部85 m采用钢箱梁,其余位置采用混凝土箱梁,两者之间通过5 m的钢-混结合段连接。主梁除墩顶块外,均采用节段预制拼装工艺。为保证预制混凝土梁节段与钢箱梁节段的高精度、高可靠性连接,该桥钢-混结合部采用部分截面连接承压传剪式结构,钢箱梁采用有格室的后承压板形式,并在钢-混结合段与混凝土梁的交接位置设置90 cm湿接缝作为悬臂拼...
作者:卜一之; 金正凯; 黄云; 张清华; 徐恭义 期刊:《中国公路学报》 2019年第09期
正交异性钢桥面板疲劳问题突出,纵肋与顶板焊缝处是其关键疲劳易损部位,研究该部位疲劳裂纹的扩展过程并确定关键影响因素及其效应,有助于深刻理解其疲劳损伤机理.建立正交异性钢桥面板疲劳试验节段模型的有限元分析模型,将纵肋与顶板焊缝焊根处的疲劳裂纹近似为半椭圆形裂纹,基于断裂力学实现其扩展全过程的三维数值模拟.在此基础上研究初始裂纹的纵向位置和初始裂纹形状对疲劳裂纹扩展过程的影响,阐明扩展过程中的疲劳裂纹的形状...
作者:邓平郎; 王学敏; 刘建军; 陈旭 期刊:《中国水运》 2019年第12期
复杂的受力特性和结构体系决定疲劳损伤是正交异性钢桥面板的发展和应用所面临的重大难题。目前我国已建成的许多座正交异性钢桥面板桥梁出现了不同程度的疲劳损伤,桥面板的疲劳损伤影响桥梁耐久性与安全性。为此,本文利用ANSYS建立正交异性钢桥面板的局部精细化有限元模型,进行疲劳细节部位的应力分析。对比分析桥面板各个易损部位在开裂前、后及修复加固后的受力特性,结果表明粘贴角钢的修复加固技术能有效地降低局部应力以阻止...
作者:毛志轶; 杜昕; 骆峻伟 期刊:《交通运输研究》 2006年第06期
以润扬长江公路大桥为工程背景,研究悬索桥与斜拉桥桥面铺装在竖向荷载静力作用下的力学特性.研究结果表明,在做同类型的桥面铺装设计时,应考虑其桥型整桥力学特点,使桥面铺装设计更加合理。
作者:万田保; 唐翠兰 期刊:《世界桥梁》 2005年第02期
正交异性钢桥面板的路面与桥面板共同作用,应被当成桥面系统的不可缺少的组成部分.路面材料一般为粘弹性-塑性,仅在低温时表现为弹性.多数情况下,路面材料的弹性模量随温度而定.在半塑性条件下,路面厚度范围内弯曲应变呈非线性分布.当粘结层较软时,剪切滑移发生在层间交界面.路面对桥面板刚度有实质性贡献,桥面板局部弯曲时路面内存在可观的应力.讨论影响路面性能的关键性的桥面板应力产生的部位及原因.通过正交异性板上的应用实例...
作者:吴晓亮; 刘华 期刊:《世界桥梁》 2018年第02期
某大型公铁两用长江大桥的钢桁梁经过20多年的超负荷运营,公路桥面系出现了桥面板破损、钢横联工字形钢横梁腹板开裂等病害。经检测,大桥桁架整体受力良好,仅对上层公路桥面系进行加固改造。预先搭设铁路防护平台,保证了改造期间公路桥下方的铁路正常运行,同时为公路桥面系横联及正桥托架改造提供施工平台。公路桥面系采用与原结构受力体系相似的正交异性钢桥面板,在保证公路桥面通行活载提高到公路-Ⅰ级后,上层公路桥面系...
作者:霍宁飞; 石广玉 期刊:《应用力学学报》 2019年第01期
基于焊缝的局部三维断裂力学模型和超重多轴货车的载荷谱,进行正交异性钢桥面板的肋-面板焊缝表面裂纹的疲劳寿命分析。采用Schwartz-Neuman交替法计算肋-面板焊缝处半椭圆表面裂纹的应力强度因子,基于裂尖反向塑性区模型考虑循环载荷中压应力对疲劳裂纹扩展的作用。正交异性钢桥面板的肋-面板焊缝的应力计算结果表明:超载货车作用下肋-面板焊缝处的横向应力峰值和应力幅都有明显增加;相比于标准疲劳荷载车,超载货车作用下肋-面板...
作者:由瑞凯; 刘鹏; 张大庆; 封江东; 朱爱珠 期刊:《中外公路》 2018年第03期
正交异性钢桥面板具有结构自重小、承载能力强、装配程度高等优点,已被广泛应用于世界各地大跨度桥梁工程中;然而由于正交异性钢桥面板焊接结构复杂、应力集中明显以及直接承受车轮荷载的反复作用等因素,其U肋与面板单面部分熔透焊缝连接处容易产生疲劳裂纹。为寻求改善U肋与面板单面部分熔透焊缝连接疲劳性能的方法,该文对U肋与面板采用单面部分熔透焊缝连接(单缝连接)与采用部分熔透焊缝和内部贴角焊缝组合连接(双缝连接)的5...
作者:祝志文; 向泽; 李健朋 期刊:《交通运输工程学报》 2018年第02期
为了揭示正交异性钢桥面板弧形切口母材的开裂机理,采用有限元程序ANSYS建立钢箱梁节段模型与钢桥面板单元子模型,为确保计算的精确性,进行了网格无关性检查,分析了弧形切口疲劳细节在移动轮载作用下的应力响应特征,分别采用热点应力法与名义应力法评估了弧形切口细节的疲劳性能,并研究了横隔板厚度与切口形状对构造细节应力的影响。研究结果表明:弧形切口细节应力影响线长度在纵桥向为横隔板间距的2倍,因而可用疲劳车的中...
作者:向泽; 祝志文 期刊:《铁道科学与工程学报》 2019年第02期
正交异性钢桥面板横隔板切口处疲劳问题突出,裂纹通常萌生于切口自由边以及切口起始处纵肋-横隔板连接焊缝。为研究不同切口型式对疲劳细节应力的影响,建立有限元分析模型,获得细节在轮载下的应力响应。研究结果表明:切口自由边细节是面内应力主导,且较大的切口半径有利于降低应力水平;纵肋腹板在平行于焊缝方向的外侧应力最大,属于纵肋-横隔板连接焊缝中最不利的细节,因此该连接处的裂纹通常会萌生于焊缝末端的纵肋腹板外侧,并沿...
作者:茅荃; 罗剑; 黄卫; 钱振东 期刊:《华东公路》 2004年第04期
研究和分析正交异性钢桥面铺装层的受力状态,可以为桥面铺装设计提供必须的理论依据和设计指标;研究在车载作用下,沥青混凝土铺装层的应力应变分布变化规律及与钢板的粘结性能,同时考虑了沥青混凝土模量和加载位置对铺装层受力的影响.
作者:张清华; 李俊; 郭亚文; 袁道云; 卜一之 期刊:《土木工程学报》 2019年第01期
正交异性钢桥面板的疲劳问题属于包含多疲劳破坏模式的结构体系疲劳问题。基于这一本质特性,以典型的正交异性钢桥面板结构体系为研究对象,由结构体系的主导疲劳破坏模式出发,提出正交异性钢桥面板结构体系疲劳抗力评估的新方法。以纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为主要研究对象,设计8个足尺节段模型,主要包括传统纵肋与顶板焊接细节、新型镦边纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节,通过模型试验研究了两...
以南京长江大桥公路桥维修加固改造工程为背景,介绍了正交异性钢桥面板在公铁两用大跨连续钢桁梁桥公路桥面系整体改造的应用。结合上、下层布置形式的公铁两用桥结构特点和现场交通环境条件,在进行上层公路桥部分整体改造时,采用钢桥面板工厂内分块预制,现场利用专用架设设备逐块安装并在桥位将每块桥面板拼装焊接成整体的施工方案,可以实现对公铁两用桥公路桥面系的整体更换。在桥面板更换期间通过有效的施工监控可以确保桥梁线...
作者:黄云; 张清华; 余佳; 郭亚文; 卜一之 期刊:《西南交通大学学报》 2019年第02期
为研究正交异性钢桥面板纵肋与顶板连接焊缝的裂纹扩展特性并建立相应的疲劳寿命评估方法,考虑裂纹扩展模拟方法以及材料特性等因素对于裂纹扩展过程与疲劳寿命预测的影响,以某长江公路大桥重载交通钢桥面板为研究对象,进行了疲劳模型试验和理论研究.综合运用疲劳试验与断裂力学数值模拟研究起始于焊根位置裂纹的疲劳寿命评估问题,探明了疲劳裂纹的扩展特性.研究结果表明:基于常幅疲劳加载的寿命预测结果与试验实测值间的相对误差...
作者:崔闯; 卜一之; 李俊; 张清华 期刊:《西南交通大学学报》 2018年第02期
为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残余应力分布的经验公式.研究结果表明:采用ANSYS热-结构弱耦合数值模拟方法可反映实际焊接过程中残余应力场的分布;焊缝区域残余应力峰值受板件参数影响较小,横向最大残余应力约为300 MPa;沿板厚方向...
以南京长江三桥为工程背景,建立了正交异性钢桥面板的混合单位模型和简化计算模型,采用两种模型对车辆荷载作用下钢桥面板的受力特性进行了分析.结果表明:正交异性钢桥面板第一受力体系对顶板横向受力、横隔板受力影响不显著.两种模型计算得到的顶板细节、横隔板细节应力幅偏差均小于5.0%,采用简化计算模型进行钢桥面板疲劳应力幅分析合理有效.顶板细节的应力影响范围约1 m,每次车轮荷载作用引起一次应力循环.横隔板细节的应力影...
作者:王秋东; 吉伯海; 袁周致远; 叶枝; 傅中秋 期刊:《江苏大学学报·社会科学版》 2018年第01期
针对正交异性钢桥面板顶板与U肋连接焊缝疲劳构造细节,选取了3个已有焊根疲劳裂纹的局部足尺试件(ICR-1,ICR-2和DB-1)作为研究对象,对ICR-1和ICR-2进行裂纹锤击闭合处理(ICR处理)及维护后疲劳加载.对DB-1的一半疲劳裂纹进行ICR处理,并沿垂直裂纹方向切开,获取原始裂纹断面及锤击后裂纹断面,采用金相显微镜对锤击深度、浅层组织金相等进行分析.研究结果表明:ICR处理可大幅提高原始裂纹的扩展寿命;在ICR处理区域两侧均会萌生新...
作者:交通运输部公路科学研究院 期刊:《中国公路》 2018年第11期
正交异性钢桥面板疲劳性能评估关键技术创新与应用、沥青路面材料非线性特征及结构分析方法、沥青混合料多参数智能碾压技术研究及应用、高速公路波形梁护栏防撞能力提升改造技术研究……部公路院为钢桥、路面、护栏的施工与养护提供了技术创新。