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钢桥面板顶板与纵肋连接焊根位置疲劳损伤特征

作者:周绪红; 朋茜; 秦凤江; 狄谨桥梁工程钢桥面板顶板纵肋连接焊根应力影响面疲劳寿命

摘要:针对闭口肋正交异性钢桥面板顶板焊根处疲劳裂纹处于纵肋内部,不易发现与危害大等问题,根据所处位置的不同,将顶板焊根疲劳细节分为横隔板节间内(RD细节)和跨横隔板截面(RDF细节)2种类型,采用有限元方法分析了2种细节的应力影响面,考虑了轮迹横向概率分布、多轴轮载作用以及铺装与桥面板相互作用等影响,研究了2种细节的疲劳损伤特征。分析结果表明:当轮载作用于目标细节正上方时为最不利状态,纵桥向轮载中心移至目标细节前后0.6m范围内应力较大,横桥向2种细节的轮载影响均在1.0m范围内;考虑轮迹横向分布影响,简化计算时,RD、RDF细节的等效应力幅横向折减系数可以分别取0.92、0.96;在双、三联轴作用下,RD细节的损伤度分别是单轴荷载的2.10、3.21倍,若近似采用单轴叠加,所得损伤度可能偏于不安全,建议寿命评估时考虑车辆类型影响;计入铺装与桥面板相互作用后,细节处应力幅明显降低,顶板厚度为12mm的铺装模型焊根处应力幅几乎与16mm厚的钢桥面板相当,且降低程度随铺装弹性模量的增大而增大;对于45°扩散角简化铺装扩散模型,当顶板厚度不小于16mm时,其应力幅小于同时考虑铺装扩散作用与铺装刚度贡献的实体模型,且差值随顶板厚度的增加而增大,简化时需要考虑其适用范围,否则会偏于不安全;当顶板厚度为18mm且考虑铺装作用时,2种细节疲劳寿命满足设计使用寿命要求,RDF细节疲劳寿命约为RD细节的67%,较为不利。

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交通运输工程学报

《交通运输工程学报》(双月刊)创刊于2001年,由中华人民共和国教育部主管,长安大学主办,CN刊号为:61-1369/U,自创刊以来,颇受业界和广大读者的关注和好评。 《交通运输工程学报》内容涵盖铁路、公路、航空、水运、管理运输,刊登道路与铁道工程、载运工具运用工程,交通运输规划与管理、交通信息及控制等主面的学术论文。读者对象为交通运输工程领域的科研人员、相关院校师生。

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