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开口T形加劲肋正交异性钢桥面板疲劳性能研究 被引量：2
1
作者 姜磊 元敏 +2 位作者 邹博文 刘永健 杨万鹏 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期78-88,共11页
为了分析并对比采用开口T形加劲肋形式正交异性钢桥面板的疲劳性能,采用Midas Civil建立全桥模型,提出横隔板顶部不开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、横隔板顶部开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、闭口U肋共3种设计方案,采用Abaqus分别建... 为了分析并对比采用开口T形加劲肋形式正交异性钢桥面板的疲劳性能,采用Midas Civil建立全桥模型,提出横隔板顶部不开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、横隔板顶部开孔的开口T肋正交异性钢桥面板、闭口U肋共3种设计方案,采用Abaqus分别建立局部三维实体模型,对3种设计方案展开参数分析,并采用热点应力法进行疲劳性能评估。结果表明,全桥疲劳易损断面位置处于跨中顶板厚度为18 mm的E类梁段。方案3在各个疲劳构造细节处的热点应力幅均高于方案1和方案2。方案1仅在疲劳构造细节⑤处的热点应力幅小于方案2,其余几个疲劳构造细节的应力幅均高于方案2,在疲劳构造细节①处的热点应力幅降幅最大,约为34.75%,在疲劳构造细节③的热点应力幅降幅最小,仅为7.16%。无论顶板厚度变化还是横隔板厚度变化,变化幅度最大的位置均是疲劳构造细节①和②,其余位置疲劳应力幅对于顶板厚度变化较横隔板厚度变化敏感。方案2并无超出热点应力S‑N曲线疲劳截止限的位置,而方案1和方案3超出疲劳截止限的位置疲劳性能均满足规范中对正交异性钢桥面板疲劳性能验算的要求。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 开口T肋 疲劳构造细节 热点应力法 疲劳性能评估
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新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能对比试验研究
2
作者 徐秀丽 钱思博 +6 位作者 李洪涛 吴冲 王仁贵 李琦 丁兴国 李枝军 李雪红 《土木工程学报》 北大核心 2025年第3期50-67,共18页
为从根本上改善正交异性钢桥面板疲劳性能,文章提出3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构,分别为L肋-横隔板开大槽口、L肋-横隔板开钥匙孔、球扁钢肋-横隔板开苹果孔。为探究新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能优越性及其疲劳易损部位,... 为从根本上改善正交异性钢桥面板疲劳性能,文章提出3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构,分别为L肋-横隔板开大槽口、L肋-横隔板开钥匙孔、球扁钢肋-横隔板开苹果孔。为探究新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能优越性及其疲劳易损部位,设计包括双面焊闭口U肋和3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构的4个足尺模型,进行疲劳加载对比试验。通过组合式监测方法,捕捉关键细节疲劳裂纹的产生和扩展状态。试验结果表明:1000万次疲劳加载后,闭口U肋和大槽口桥面板的疲劳性能薄弱部位均为纵肋与顶板连接部位顶板焊趾;1200万次疲劳加载后,钥匙孔桥面板疲劳性能薄弱部位为横隔板与顶板连接焊缝顶板焊趾,苹果孔桥面板仍未产生疲劳裂纹。闭口U肋疲劳裂纹起裂于顶板与纵肋连接焊缝焊趾,分别沿着焊趾或者垂直、斜交于焊缝扩展;大槽口桥面板疲劳裂纹起始位置与闭口U肋相同,沿顶板焊趾扩展;钥匙孔桥面板疲劳裂纹起裂于顶板与横隔板连接焊缝顶板焊趾,并沿焊趾绕着横隔板扩展。新型开口肋结构可显著降低各疲劳易损细节的应力水平及横隔板面外变形,其中钥匙孔桥面板与苹果孔桥面板在顶板与纵肋连接处应力幅仅为闭口U肋的6.39%和11.12%,苹果孔桥面板开口处应力幅及面外变形较闭口U肋分别降低了42%和34%;相同加载条件下,苹果孔桥面板的疲劳寿命最高,其次为钥匙孔桥面板,二者均表现出优异的抗疲劳性能。 展开更多
关键词 桥梁工程 开口肋正交异性钢桥面板 足尺模型 疲劳试验 疲劳裂纹
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正交异性钢桥面板动力问题研究现状及展望
3
作者 马牛静 王荣辉 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期25-32,共8页
为给正交异性钢桥面板的动力设计及运营维护提供参考和依据,对正交异性钢桥面板的力学分析模型及动力计算方法、大幅振动、焊接残余应力、振动疲劳、桥面铺装作用等方面的动力问题研究现状进行分析总结,并提出相应的展望。随着计算机技... 为给正交异性钢桥面板的动力设计及运营维护提供参考和依据,对正交异性钢桥面板的力学分析模型及动力计算方法、大幅振动、焊接残余应力、振动疲劳、桥面铺装作用等方面的动力问题研究现状进行分析总结,并提出相应的展望。随着计算机技术的发展,国内外学者已广泛采用有限单元法、有限差分法、有限条法等数值法分析加劲板的板肋分离模型;薄壁正交异性钢桥面板易产生大幅振动,需采用非线性振动模型进行分析,同时需深入开展车辆荷载长期冲击作用引起的桥面板损伤破坏研究;焊接残余应力对正交异性钢桥面板动力特性的影响,需考虑正交异性钢桥面板的初始应力、应力松弛及应力重分布等关键问题;桥梁疲劳分析方法未能考虑动力特性,需从动力学的角度研究正交异性钢桥面板疲劳问题;有必要分析桥面铺装对正交异性钢桥面板动力特性产生的影响;正交异性钢桥面板动力问题进一步的研究可从初始几何缺陷与焊接残余应力的考虑、非线性模态方法的引进、振动疲劳寿命的影响因素及损伤准则的确定、模型试验与现场试验的开展等方面展开。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 动力计算 焊接残余应力 振动疲劳 桥面铺装
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正交异性钢桥面板带裂纹工作性能
4
作者 王本劲 贾耀翔 +2 位作者 王达磊 姜一凡 陈艾荣 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期167-176,共10页
给出了典型轮载作用下带裂纹正交异性钢桥面板及铺装层的响应、疲劳寿命等相较于无裂纹工况的变化,发现裂纹未完全贯通顶板时对结构局部刚度影响较小,仅当完全贯通裂纹尺寸达一定程度时才导致结构竖向位移显著增大。然而,即使顶板未被贯... 给出了典型轮载作用下带裂纹正交异性钢桥面板及铺装层的响应、疲劳寿命等相较于无裂纹工况的变化,发现裂纹未完全贯通顶板时对结构局部刚度影响较小,仅当完全贯通裂纹尺寸达一定程度时才导致结构竖向位移显著增大。然而,即使顶板未被贯通,裂纹仍将引发铺装层底部应变集中,导致其寿命明显降低。基于铺装层应变-寿命关系,估计当裂纹深度达顶板厚度的1/2、3/4时,可使得铺装层寿命分别降低约15%、35%。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 数值模拟 疲劳损伤 裂纹行为
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正交异性钢桥面板磁轮式攀爬机器人的结构动态设计与优化
5
作者 李心诚 傅中秋 +2 位作者 树加凯 吉伯海 暨邦冲 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2236-2247,共12页
巡检机器人的提出与研发有效解决了传统人工巡检的诸多难题,为大跨径钢桥正交异性钢桥面板(OSDs)疲劳损伤自动巡检提供了可行的解决方案。本文基于OSDs的环境边界特征与自动化巡检需求,设计了巡检机器人的开发流程,并对选定的永磁轮式... 巡检机器人的提出与研发有效解决了传统人工巡检的诸多难题,为大跨径钢桥正交异性钢桥面板(OSDs)疲劳损伤自动巡检提供了可行的解决方案。本文基于OSDs的环境边界特征与自动化巡检需求,设计了巡检机器人的开发流程,并对选定的永磁轮式机器人结构开展机械动力学分析,揭示了机器人动态运动过程中的不利阶段与影响稳定性的主要因素。同时分析了磁性吸附力、导向架形式和运动速度等参数对机器人运动稳定性影响,最终进行了样机试制与测试。研究结果表明:磁性轮吸附力过大会导致机器人无法实现壁面过渡,而吸附力过小会引起机器人的倾覆与滑移失稳;车体尺寸、导向架夹角和驱动速度均会影响机器人巡检的稳定性。参考仿真结果试制的永磁轮式机器人系统整体性能良好,运动平稳,能完成OSDs巡检过程中的指定运动行为,表明本研究提出的“动态可靠性评价指标—参数优化准则—实验验证体系”开发设计方法具有可行性,为钢结构特种机器人研发提供了可推广的理论范式。 展开更多
关键词 爬壁机器人 磁吸轮 正交异性钢桥面板 结构设计 动态仿真分析
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正交异性钢桥面板疲劳试验及裂纹识别方法研究
6
作者 李毅 邹威 +2 位作者 张亚妮 张鑫敏 马开臣 《桥梁建设》 北大核心 2025年第3期113-119,共7页
为寻求合适的正交异性钢桥面板裂纹识别方法,以南沙大桥为背景,设计、制作正交异性钢桥面板足尺节段模型进行疲劳试验,采用电阻应变片、分布式光纤、数字图像相关(DIC)技术3种方法识别疲劳裂纹的开裂情况、长度和拓展情况。结果表明:电... 为寻求合适的正交异性钢桥面板裂纹识别方法,以南沙大桥为背景,设计、制作正交异性钢桥面板足尺节段模型进行疲劳试验,采用电阻应变片、分布式光纤、数字图像相关(DIC)技术3种方法识别疲劳裂纹的开裂情况、长度和拓展情况。结果表明:电阻应变片和分布式光纤精度均较高,应变测试结果可以较好地反映结构开裂状况,但无法确定裂纹长度,分别适合长期监测疲劳细节是否出现疲劳开裂及长期监测方向垂直或交叉于光纤布置方向的裂纹扩展情况;DIC技术精度低于电阻应变片与分布式光纤,可反映疲劳裂纹扩展情况,识别裂纹长度和位置,且当荷载较大时,DIC技术可测得裂纹处的应力集中现象,但荷载较小时,裂纹处的应力集中现象将会被测试噪声湮没,适合监测疲劳开裂后疲劳裂纹扩展情况。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 疲劳开裂 电阻应变片 分布式光纤 DIC技术 裂纹识别 疲劳试验
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钢-PPUC组合正交异性钢桥面板疲劳性能
7
作者 王佐才 赵玺 +1 位作者 王均义 王东晖 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2024年第5期131-141,共11页
为有效解决传统钢桥面病害,提出了钢-聚酯型聚氨酯(钢-PPUC)混凝土组合桥面板结构,开展了正交异性钢桥面板的疲劳性能研究。以马鞍山公铁两用大桥为工程背景,建立局部有限元模型,采用热点应力法获得车轮荷载作用下钢桥面易疲劳开裂部位... 为有效解决传统钢桥面病害,提出了钢-聚酯型聚氨酯(钢-PPUC)混凝土组合桥面板结构,开展了正交异性钢桥面板的疲劳性能研究。以马鞍山公铁两用大桥为工程背景,建立局部有限元模型,采用热点应力法获得车轮荷载作用下钢桥面易疲劳开裂部位的应力响应,基于疲劳应力幅进行疲劳强度评估。考虑不同温度、不同铺装层厚度和不同结构形式条件下PPUC铺装层对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响。结果表明:高弹性模量的PPUC铺装层对正交异性钢桥面板典型疲劳细节处的应力具有明显的改善作用;顶板与纵肋连接部位疲劳细节应力幅降幅最大,顶板与纵肋连接处桥面板细节、纵肋与横隔板连接处纵肋细节和纵肋对接焊缝细节均满足抗疲劳开裂要求;不同温度作用下的弹性模量变化对典型疲劳细节等效应力幅的影响是非线性的,铺装层厚度变化对典型疲劳细节等效应力幅的影响是近似线性的;为兼顾正交异性钢桥面板受力性能和行车舒适性两方面要求,提出了单层和双层复合型PPUC结构形式,计算得到2种结构形式对各疲劳细节应力幅最大降幅为21%~56%,最小降幅为8%~36%,为钢-PPUC组合桥面板抗疲劳设计提供理论依据。 展开更多
关键词 聚酯型聚氨酯混凝土 疲劳性能 热点应力法 正交异性钢桥面板 疲劳强度评估
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正交异性钢桥面板声发射波三维谱元法模拟及损伤定位
8
作者 李丹 胡晨迅 贺文宇 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第2期404-414,共11页
针对大跨度桥梁正交异性钢桥面板的疲劳损伤评估与结构健康监测需求,开展基于声发射波场谱元法模拟的大型复杂板类结构损伤定位研究。采用Legendre高阶插值三维时域谱元法模拟声发射波在正交异性钢桥面板中的传播过程,验证了其内部显著... 针对大跨度桥梁正交异性钢桥面板的疲劳损伤评估与结构健康监测需求,开展基于声发射波场谱元法模拟的大型复杂板类结构损伤定位研究。采用Legendre高阶插值三维时域谱元法模拟声发射波在正交异性钢桥面板中的传播过程,验证了其内部显著的反射、衍射和频散现象,并代替人工预断铅实测试验获得大量声发射数据。然后,利用赤池信息准则判定声发射波到达各传感器的时间,通过高斯过程回归建立到达时差与声发射源位置的关系模型,用于未知损伤的定位监测。数值模型实验结果表明,赤池信息准则和高斯过程回归改进的时差图法在正交异性钢桥面板中的平均定位误差为37.3 mm(25 dB信噪比工况),平板的定位精度高于U肋。谱元法模拟有望代替繁琐的预断铅实测试验,提升声发射时差图系列损伤定位方法的实用性。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 损伤定位 声发射波 谱元法 时差图法
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正交异性钢桥面板双轴疲劳性能评估 被引量：5
9
作者 安然 王有志 +1 位作者 王希岗 徐刚年 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期91-98,共8页
为精确评估正交异性钢桥面板在双轴应力状态下的疲劳性能,以东营胜利黄河大桥为背景,建立该桥正交异性钢桥面板顶板、U肋、横隔板交叉连接部位焊缝的节段三维有限元模型,采用等效结构应力法对正交异性钢桥面板体系的双轴疲劳问题进行研... 为精确评估正交异性钢桥面板在双轴应力状态下的疲劳性能,以东营胜利黄河大桥为背景,建立该桥正交异性钢桥面板顶板、U肋、横隔板交叉连接部位焊缝的节段三维有限元模型,采用等效结构应力法对正交异性钢桥面板体系的双轴疲劳问题进行研究;通过模型试验验证正交异性钢桥面板体系的双轴疲劳特性,并进行其构造细节疲劳寿命评估。结果表明:弧形切口起焊点的疲劳裂纹萌生位置在横隔板下方焊趾处,经历裂纹萌生、裂纹稳定扩展和裂纹失效3个阶段,最终失效阶段裂纹形式为Ⅱ型裂纹主导的Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹,此为该桥正交异性钢桥面板结构体系的主导疲劳失效模式;顶板焊缝焊趾及弧形切口起焊点焊趾处于双轴应力状态,面内剪切结构应力幅对疲劳应力的影响显著,按单轴疲劳应力进行寿命预测误差较大,按单轴疲劳应力状态对结构进行疲劳寿命设计偏于不安全;基于组合等效结构应力法的计算值与试验值吻合较好,各焊接细节计算得到的最大值下的疲劳裂纹起裂位置均与试验结果一致,按双轴疲劳应力预测疲劳寿命与试验值吻合较好,疲劳寿命评价精确度较高。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 等效结构应力法 双轴应力 疲劳性能 有限元法 疲劳试验
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基于深度学习的正交异性钢桥面板疲劳裂纹智能识别方法研究 被引量：10
10
作者 王亚飞 杨浩哲 +2 位作者 勾红叶 华辉 许钊源 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期68-74,共7页
为提高正交异性钢桥面板疲劳裂纹的识别效果,基于深度学习方法,进行正交异性钢桥面板疲劳裂纹识别方法研究。制作疲劳裂纹试件,通过室内检测采集检测结果图像建立数据集,结合图像预处理改进数据集中图像;基于单一回归目标检测(You Only ... 为提高正交异性钢桥面板疲劳裂纹的识别效果,基于深度学习方法,进行正交异性钢桥面板疲劳裂纹识别方法研究。制作疲劳裂纹试件,通过室内检测采集检测结果图像建立数据集,结合图像预处理改进数据集中图像;基于单一回归目标检测(You Only Look Once,YOLO)系列中的YOLOv5s图像识别算法,引入轻量级卷积注意力机制(Convolutional Block Attention Module,CBAM),建立疲劳裂纹超声相控阵检测图像的智能识别方法;将该方法应用于超声波相控阵检测结果判读。结果表明:结合限制性对比度直方图均衡(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)算法与自适应中值滤波的图片预处理方法较为适合超声相控阵检测图像的图片预处理;通过引入CBAM改进图像识别算法,图像识别的精确度相较改进前提升1.28%,达到98.74%;建立的YOLOv5s-CBAM图像识别算法能够准确地框选疲劳裂纹区域,对四类常见疲劳裂纹类型的识别置信度达到0.91,对其它裂纹类型的识别置信度达到0.85,在室内环境下能够满足疲劳裂纹的智能检测需求。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 智能检测 深度学习 疲劳裂纹 注意力机制 图像识别
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基于PDEM的正交异性钢桥面板焊接节点时变疲劳可靠度评估 被引量：2
11
作者 郝静 卢海林 陈龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期87-95,共9页
提出了基于概率密度演化方法的正交异性钢桥面板焊接节点时变疲劳可靠度评估方法,并以润扬大桥顶板-U肋焊接节点为对象开展应用研究。首先,基于S-N曲线和Miner准则,构建了可同时考虑疲劳性能退化和荷载效应增长的钢桥面板焊接节点疲劳... 提出了基于概率密度演化方法的正交异性钢桥面板焊接节点时变疲劳可靠度评估方法,并以润扬大桥顶板-U肋焊接节点为对象开展应用研究。首先,基于S-N曲线和Miner准则,构建了可同时考虑疲劳性能退化和荷载效应增长的钢桥面板焊接节点疲劳极限状态函数,并导出其概率密度演化方程。然后,采用有限差分法求解该方程,据此得到概率密度演化曲面,进而建立其时变疲劳可靠度评估方法。最后,通过工程实例验证了所提方法的可行性和准确性,并探讨了疲劳性能退化和荷载效应增长对该节点时变疲劳可靠度的影响规律。研究表明:与Monte Carlo法相比,该方法不仅精确高效,还能捕捉概率密度演化信息;疲劳性能退化和荷载效应增长会显著影响钢桥面板焊接节点的疲劳寿命。 展开更多
关键词 时变疲劳可靠度 正交异性钢桥面板 概率密度演化方法 疲劳性能退化 荷载效应增长
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基于金属磁记忆检测的正交异性钢桥面板疲劳应力检测
12
作者 司海飞 史震 胡兴柳 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期472-478,共7页
钢箱梁作为被广泛应用的桥梁建设结构,正交异性钢桥面板的连接焊缝多,受到车轮载荷的影响,容易产生疲劳应力和疲劳裂纹,进而可能造成严重安全事故,针对此类涉及正交异性钢桥面板疲劳应力检测的问题,提出了一种基于金属磁记忆检测的正交... 钢箱梁作为被广泛应用的桥梁建设结构,正交异性钢桥面板的连接焊缝多,受到车轮载荷的影响,容易产生疲劳应力和疲劳裂纹,进而可能造成严重安全事故,针对此类涉及正交异性钢桥面板疲劳应力检测的问题,提出了一种基于金属磁记忆检测的正交异性钢桥面板疲劳应力检测方法。首先,通过建立一个金属磁记忆检测系统,实现正交异性钢桥面板的金属磁记忆信号的时域、频域和时频域特征的提取;然后,建立各个信号特征与材料疲劳应力的极限学习机模型;最后,通过极限学习机模型对材料的疲劳应力进行相关估算。结果表明:该系统和极限学习机模型对正交异性钢桥面板的疲劳应力检测是有效的,且疲劳应力估算精度较高。研究结果可作为正交异性钢桥面板应力检测的一种重要技术手段。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 金属磁记忆 疲劳应力 极限学习机 桥梁工程
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斜拉桥环氧沥青铺装正交异性钢桥面板构造细节冬夏季应力监测
13
作者 袁涛 张琳 祝志文 《铁道建筑》 北大核心 2024年第12期27-32,共6页
为了获得大跨度钢结构桥梁环氧沥青铺装正交异性钢桥面板的构造细节在冬季、夏季的应力状态,基于现场实测开展了随机车流作用下构造细节(纵肋-顶板、纵肋-横隔板、弧形切口)的应力监测研究。结果表明:夏季桥面抗弯刚度降低,3个构造细节... 为了获得大跨度钢结构桥梁环氧沥青铺装正交异性钢桥面板的构造细节在冬季、夏季的应力状态,基于现场实测开展了随机车流作用下构造细节(纵肋-顶板、纵肋-横隔板、弧形切口)的应力监测研究。结果表明:夏季桥面抗弯刚度降低,3个构造细节的应力监测都表明夏季应力水平显著高于冬季;对于纵肋-顶板构造细节,其局部效应大于整体效应,轮载作用附近的构造细节可以清晰分辨单轴;对于纵肋-横隔板构造细节,在轮载作用下纵肋发生翘曲变形,降低面外变形才能降低其应力幅,轮载作用下的构造细节只能分辨轴组,不能分辨单轴;对于弧形切口构造细节,其面外变形与面外弯曲应力占主导作用,轮载作用下的构造细节只能分辨轴组,不能分辨单轴。应力监测结果可为后期疲劳寿命评价及同类新建桥面的选择与管养提供参考。 展开更多
关键词 斜拉桥 应力监测 环氧沥青铺装 正交异性钢桥面板 随机车流
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正交异性钢桥面板疲劳裂纹复合加固方法
14
作者 刘楠枫 《铁道建筑》 北大核心 2024年第12期33-38,共6页
为实现纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹的有效加固,提出一种内焊-反U肋复合加固方法,设计了双U肋模型,基于断裂力学理论对该加固方法进行评估。采用特定边界位移法对已有模型进行切割,切割后模型与原模型吻合精度高。对焊根处疲劳裂纹扩展... 为实现纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹的有效加固,提出一种内焊-反U肋复合加固方法,设计了双U肋模型,基于断裂力学理论对该加固方法进行评估。采用特定边界位移法对已有模型进行切割,切割后模型与原模型吻合精度高。对焊根处疲劳裂纹扩展过程进行模拟,裂纹扩展过程中深度方向前缘的应力强度因子呈先快后慢逐步上升的趋势;裂纹长度方向前缘的应力强度因子初期逐步上升,扩展至顶板厚度的1/3时下降。分析发现:内焊-反U肋复合加固方法能显著降低裂尖应力强度因子,在裂纹扩展至桥面板厚度1/2时,与未加固模型相比,椭圆裂纹尖端A、B、C点(A点和C点分别为半椭圆裂纹在长度方向上的裂尖端,B点为裂纹在深度方向上的裂尖端)的应力强度因子降幅分别为63.72%、69.77%、62.72%。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 疲劳裂纹复合加固 纵肋与顶板焊接细节 反U肋
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正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验 被引量：81
15
作者 唐亮 黄李骥 +2 位作者 刘高 王春生 付炳宁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期112-122,共11页
20世纪90年代后,正交异性钢桥面板在我国斜拉桥、悬索桥等大跨公路桥梁建设中得到广泛的应用。然而,由于受设计、制造水平所限以及越来越大的交通荷载影响,多座钢桥在运营10年左右即出现了较严重的正交异性钢桥面板疲劳病害,大大影响了... 20世纪90年代后,正交异性钢桥面板在我国斜拉桥、悬索桥等大跨公路桥梁建设中得到广泛的应用。然而,由于受设计、制造水平所限以及越来越大的交通荷载影响,多座钢桥在运营10年左右即出现了较严重的正交异性钢桥面板疲劳病害,大大影响了钢桥的安全性及耐久性。为此开展正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验研究,模型纵向为1.0m+3.5m+1.0m的三跨结构,横向宽度3.0m,包括5个U型纵肋。模型所采用的结构形式、制造工艺、边界条件反映了我国大跨钢桥常用的扁平钢箱梁使用现状,另外在U肋-横梁交叉处采用几种新型构造。试验总计完成600万次常幅疲劳加载,试验结束时在U肋嵌补段对接接头处发现肉眼可见的疲劳裂纹。以测点应力突变作为疲劳敏感部位疲劳失效的准则,采用距离焊趾10mm处的测点应力作为参考应力,U肋嵌补段对接接头、与U肋焊接处的顶板疲劳强度等级均相当于欧洲规范Eurocode中的71类细节。 展开更多
关键词 钢桥 正交异性钢桥面板 疲劳试验 疲劳裂纹 疲劳强度
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正交异性钢桥面板足尺节段疲劳模型试验研究 被引量：72
16
作者 张清华 崔闯 +1 位作者 卜一之 李乔 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期72-83,共12页
正交异性钢桥面板疲劳问题突出,试验研究是评估其疲劳性能并揭示其疲劳特性的重要途径。以港珠澳大桥钢箱梁为研究对象,通过足尺节段模型对于正交异性钢桥面板的疲劳强度及其疲劳性能评估的关键问题进行试验和理论研究。采用足尺节段模... 正交异性钢桥面板疲劳问题突出,试验研究是评估其疲劳性能并揭示其疲劳特性的重要途径。以港珠澳大桥钢箱梁为研究对象,通过足尺节段模型对于正交异性钢桥面板的疲劳强度及其疲劳性能评估的关键问题进行试验和理论研究。采用足尺节段模型对多个关键疲劳易损部位进行疲劳试验研究;通过多点异步加载模拟行车效应对于结构疲劳特性的影响;采用在模型不同位置加载的方式验证各关键疲劳易损部位在设计寿命期内的抗疲劳安全性;在此基础上对于重要疲劳易损部位的疲劳性能进行试验和理论研究,探讨关键疲劳易损部位的疲劳强度及其疲劳性能评估的名义应力法和热点应力法。研究结果表明,港珠澳大桥正交异性钢桥面板的疲劳性能满足设计要求且有一定的安全储备;各关键疲劳易损部位的疲劳特性和疲劳强度存在显著差异,热点应力法适用于正交异性钢桥面板关键疲劳易损部位的疲劳性能评估。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 疲劳试验 足尺模型 疲劳强度 疲劳性能 热点应力法
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港珠澳大桥正交异性钢桥面板疲劳特性研究 被引量：79
17
作者 张清华 崔闯 +1 位作者 卜一之 李乔 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期110-119,共10页
由结构体系和受力特性共同决定,疲劳问题是正交异性钢桥面板应用和发展所面临的重要课题。以典型的正交异性桥面板钢箱梁桥——港珠澳大桥为研究对象,通过足尺试件模型对5类重要的正交异性钢桥面板疲劳易损部位进行试验和理论研究。选... 由结构体系和受力特性共同决定,疲劳问题是正交异性钢桥面板应用和发展所面临的重要课题。以典型的正交异性桥面板钢箱梁桥——港珠澳大桥为研究对象,通过足尺试件模型对5类重要的正交异性钢桥面板疲劳易损部位进行试验和理论研究。选取最易发生疲劳损伤的梁段作为模型设计的依据,针对各关键疲劳易损部位设计4组共8个足尺疲劳试件模型;对设计寿命期内各疲劳易损部位的疲劳特性进行试验验证,在此基础上选取典型疲劳易损部位进行疲劳损伤及疲劳性能试验,建立基于理论模型和弹塑性断裂力学的疲劳损伤裂纹扩展模拟方法。研究结果表明:港珠澳大桥正交异性钢桥面板的疲劳性能满足设计要求;正交异性钢桥面板疲劳易损部位的疲劳性能存在较大差异;疲劳裂纹附近区域的应力分布随裂纹的扩展而不断发生改变,可据此判别裂纹的萌生并监测其扩展;所提出的方法适用于待研究疲劳易损部位的疲劳寿命评估。 展开更多
关键词 钢箱梁 正交异性钢桥面板 疲劳试验 疲劳特性 疲劳寿命评估
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正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳试验研究 被引量：38
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作者 赵欣欣 刘晓光 +1 位作者 潘永杰 张玉玲 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期41-45,共5页
针对正交异性钢桥面板的纵肋腹板与面板连接构造易出现疲劳裂纹的问题,通过不同纵肋腹板与面板厚度配合及制造工艺共5组48个连接构造试件的疲劳试验,研究正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳性能及疲劳设计S-N曲线。研究结果... 针对正交异性钢桥面板的纵肋腹板与面板连接构造易出现疲劳裂纹的问题,通过不同纵肋腹板与面板厚度配合及制造工艺共5组48个连接构造试件的疲劳试验,研究正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳性能及疲劳设计S-N曲线。研究结果表明:当12mm厚的面板搭配8mm厚的纵肋腹板时,试件发生沿面板厚度方向的剪切破坏,疲劳性能较差;当面板厚度从14mm增至16mm时,试件的疲劳性能有所提高;当面板厚度从16mm增至18mm、纵肋腹板厚度从8mm增至9mm时,试件的疲劳性能基本无改变;双侧熔透焊对疲劳试件的疲劳性能无改善,反而略低于单侧熔透75%焊。对连接构造试件的疲劳试验数据进行S-N曲线回归分析表明,连接构造可归为铁路桥梁钢结构设计规范中的IX类构造,当破坏循环次数为2×106时,其应力幅为71.9MPa。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 纵肋腹板 面板 连接构造 疲劳性能 S-N曲线
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基于热点应力法的正交异性钢桥面板疲劳寿命评估 被引量：48
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作者 崔闯 卜一之 +1 位作者 张清华 李丽娟 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期62-67,共6页
正交异性钢桥面板构造复杂,其疲劳性能由各疲劳细节共同决定,既有规范推荐的寿命评估方法已不能满足设计要求。为准确评估其疲劳寿命,引入热点应力法,根据Eurocode规范确定疲劳检算加载工况和荷载谱;采用国际焊接协会IIW推荐的外推方法... 正交异性钢桥面板构造复杂,其疲劳性能由各疲劳细节共同决定,既有规范推荐的寿命评估方法已不能满足设计要求。为准确评估其疲劳寿命,引入热点应力法,根据Eurocode规范确定疲劳检算加载工况和荷载谱;采用国际焊接协会IIW推荐的外推方法,计算其关键易损部位热点应力谱;采用泄水法对热点应力谱进行分析,通过热点应力S^N曲线和线性累积损伤理论计算其寿命。以某城市立交桥典型正交异性钢桥面板为研究对象,采用热点应力法评估其疲劳寿命。结果表明:该桥的疲劳寿命为103年,满足设计要求且有一定安全储备量;与名义应力法相比,热点应力法能够有效避免复杂应力状态下名义应力难以定义的问题,更适用于正交异性钢桥面板的寿命评估。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 疲劳性能 疲劳寿命 评估 热点应力法 有限元法
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基于热点应力法的正交异性钢桥面板疲劳验算 被引量：32
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作者 蒲黔辉 高立强 +1 位作者 刘振标 施洲 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期395-401,共7页
为了解决正交异性钢桥面板的疲劳开裂问题,提出将热点应力法应用于其疲劳验算.该方法采用ANSYS子模型模块,通过国际焊接协会的线性外推方法,计算获得验算部位的热点应力.基于热点应力法给出正交异性钢桥面板的疲劳验算流程,对验算涉及... 为了解决正交异性钢桥面板的疲劳开裂问题,提出将热点应力法应用于其疲劳验算.该方法采用ANSYS子模型模块,通过国际焊接协会的线性外推方法,计算获得验算部位的热点应力.基于热点应力法给出正交异性钢桥面板的疲劳验算流程,对验算涉及的问题结合甬江桥实例进行了探讨.研究结果表明:与名义应力法相比,热点应力法可以反应正交异性钢桥面板疲劳开裂的实质;利用热点应力法对甬江桥正交异性钢桥面板加劲肋与横隔板连接部位的加劲肋进行疲劳验算,得出该构造细节的疲劳寿命为73 a. 展开更多
关键词 铁路斜拉桥 钢箱梁 正交异性钢桥面板 热点应力法 疲劳验算
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