车辆荷载对正交异性钢桥面疲劳细节应力影响研究

摘要：

为研究正交异性钢桥面板在移动荷载不同空间位置作用下各构造细节的应力特性,建立了大跨公路悬索桥正交异性桥面板的有限元模型.首先针对移动荷载在横桥向的6个车道位置,通过纵向移动每个车道的轮载获得了顶板-加劲肋连接处、 加劲肋-横隔板以及横隔板切口的应力响应,研究了应力随轮载位置变化的分布规律,经过对比分析获得了疲劳敏感位置的最不利荷载工况.然后,进行了实桥交通荷载信息的统计分析,获取了原始荷载谱和等级标准车荷载谱,进而得到了各个疲劳敏感点的应力时程曲线.运用雨流计数法计算了各个疲劳易损部位的应力频值谱,预测了实桥各构造细节在设计寿命期内的疲劳累计损伤.最后基于应力等效原则设计了足尺试验模型,并进行了500万次疲劳加载试验.结果表明:顶板纵向影响线有效长度比加劲肋腹板以及横隔板切口构造处的影响线有效长度小;局部作用对顶板构造细节应力影响显著,而加劲肋腹板以及横隔板切口处的应力主要受整体作用和局部作用综合影响;疲劳试验加载至225万次时,处于压应力幅值区的顶板与横隔板焊接处DB1发生疲劳破坏,并且疲劳裂纹扩展速度随裂缝长度增加而加快,表明残余应力对疲劳性能的影响不可忽略;加劲肋腹板JJL3、4测点和横隔板切口处HGB3、4测点始终保持弹性受力状态.

关键词：桥梁工程、疲劳试验、有限元分析、正交异性钢桥面板、应力、疲劳破坏

所属期刊栏目：36

分类号：U443.32(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金项目 51508474

在线出版日期：2019-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：50-58