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城市轨道交通正交异性钢桥面板疲劳损伤系数研究
1
作者 曾勇 周新六 +4 位作者 向中富 何孟松 黄海东 马虎 张兴健 《河南城建学院学报》 CAS 2024年第1期72-78,共7页
基于城市轨道交通正交异性钢桥面板疲劳性能的重要性,对国内多个城市的轨道交通的交通荷载进行了调研,发现各线路各时段的客流量差异较大,各线路的载客平均轴重与空车平均轴重的比值不同,比值为1.02~1.51。轨道交通因乘客流量带来的轴... 基于城市轨道交通正交异性钢桥面板疲劳性能的重要性,对国内多个城市的轨道交通的交通荷载进行了调研,发现各线路各时段的客流量差异较大,各线路的载客平均轴重与空车平均轴重的比值不同,比值为1.02~1.51。轨道交通因乘客流量带来的轴重比例变化相对较小,因此每一列车都对钢桥结构的疲劳有一定影响。研究了疲劳损伤系数的组成,基于不同的应力循环次数,提出了基于列车荷载作用频次的城市轨道交通桥梁的3个疲劳损伤系数。研究结果可为城市轨道交通钢桥的疲劳设计提供参考,并为规范的修订提供技术依据,对完善城市轨道交通钢桥疲劳设计具有理论意义。 展开更多
关键词 疲劳损伤系数 城市轨道交通 列车荷载 正交异性钢桥面板
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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
2
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
3
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
4
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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城轨钢箱梁开口肋正交异性钢桥面板疲劳应力计算组合系数法
5
作者 段熹 马兴龙 +2 位作者 叶华文 潘威洲 徐勋 《现代城市轨道交通》 2024年第4期68-75,共8页
为简化城轨交通钢箱梁桥面板疲劳性能评估,基于轨下开口肋正交异性钢桥面板典型构造,采用有限元方法提出其疲劳应力计算组合系数法。首先,建立重庆嘉华轨道专用桥桥面构造有限元模型,确定车辆疲劳荷载纵、横向影响范围及最不利加载位置... 为简化城轨交通钢箱梁桥面板疲劳性能评估,基于轨下开口肋正交异性钢桥面板典型构造,采用有限元方法提出其疲劳应力计算组合系数法。首先,建立重庆嘉华轨道专用桥桥面构造有限元模型,确定车辆疲劳荷载纵、横向影响范围及最不利加载位置,并分析减震垫刚度、轨下纵梁刚度和轨枕板形式等关键参数对开口肋正交异性钢桥面板疲劳应力的影响。然后,根据工程实际,确定城轨交通桥正交异性钢桥面板基准结构及各设计参数变化范围,基于上述有限元模型对顶板厚度,板肋厚度和间距,横隔板间距、高度和厚度及开孔半径进行分析,得到各参数影响系数并提出轨下开口肋正交异性钢桥面板疲劳应力计算组合系数法。最后,用算例验证该方法的合理性和可靠性,计算误差在10%以内,可为疲劳设计提供参考。 展开更多
关键词 城市轨道交通 桥梁 组合系数法 有限元分析 正交异性钢桥面板 开口肋 疲劳应力
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正交异性钢桥面板纵肋与横隔板的主导开裂模式研究
6
作者 徐军 朱金柱 陈焕勇 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期55-62,共8页
为给正交异性钢桥面板纵肋与横隔板交叉构造细节的正交异性抗疲劳设计提供理论依据,以某大桥正交异性钢桥面板设计方案为背景,建立包含纵肋与横隔板交叉构造细节的正交异性钢桥面板有限元模型,分析关键结构设计参数对该构造细节各开裂... 为给正交异性钢桥面板纵肋与横隔板交叉构造细节的正交异性抗疲劳设计提供理论依据,以某大桥正交异性钢桥面板设计方案为背景,建立包含纵肋与横隔板交叉构造细节的正交异性钢桥面板有限元模型,分析关键结构设计参数对该构造细节各开裂模式应力幅的影响,以及该构造细节主导开裂模式的迁移机制。结果表明:纵肋与横隔板交叉构造细节各开裂模式的纵向应力影响线主要分布在关注部位相邻跨范围内,横向应力影响线主要分布在关注部位相邻2个纵肋范围内;顶板厚度对各开裂模式应力幅影响较小,不会使主导开裂模式迁移;横隔板厚度和间距对各开裂模式应力幅影响程度的差异显著,随着横隔板厚度和间距的增加,该构造细节的主导开裂模式发生迁移。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 纵肋与横隔板交叉构造细节 主导开裂模式 应力 有限元法
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正交异性钢桥面板的贯穿型疲劳裂纹扩展特性分析
7
作者 刘扬 王梓桐 +1 位作者 鲁乃唯 王鸿浩 《公路工程》 2023年第1期29-38,共10页
为了研究钢桥面顶板与U肋焊缝处贯穿型裂纹的应力强度因子和扩展行为,结合线弹性断裂力学理论与ABAQUS-FRANC 3D交互技术,建立了钢桥面顶板焊缝处贯穿型裂纹的数值分析模型,开展了不同初始长度贯穿裂纹应力强度因子的分析和单一长贯穿... 为了研究钢桥面顶板与U肋焊缝处贯穿型裂纹的应力强度因子和扩展行为,结合线弹性断裂力学理论与ABAQUS-FRANC 3D交互技术,建立了钢桥面顶板焊缝处贯穿型裂纹的数值分析模型,开展了不同初始长度贯穿裂纹应力强度因子的分析和单一长贯穿型裂纹扩展模拟的研究。对比分析了顶板与U肋焊缝细节处不同长度贯穿型裂纹的裂尖应力强度因子,揭示了初始裂纹尺寸与基础裂纹的应力强度因子之间的变化规律,考虑KⅡ、KⅢ对单一长贯穿型裂纹扩展的影响。数值分析结果表明:在规定荷载作用下,基础裂纹尺寸与初始应力强度因子成正比;随着贯穿型裂纹的桥纵向开裂,扩展趋势稳定;对比只考虑I型开裂贯穿型裂纹,引入KⅡ、KⅢ贯穿型裂纹扩展速率明显减缓:贯穿裂纹初始长度相同的情况下,仅考虑K I的裂纹平均扩展速率为4.097 mm·c^(-5),考虑KⅡ、KⅢ的裂纹平均扩展速率为1.565 mm·c^(-5),扩展速率抑制效果明显。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 顶板-U肋焊缝 贯穿型裂纹 裂纹扩展
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正交异性钢桥面板横隔板及内隔板结构优化
8
作者 吴红林 李长凯 +1 位作者 余金山 宋谋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期16-24,共9页
正交异性钢桥面板纵肋与横隔板连接处疲劳机理复杂,分析较为困难,针对这一问题,以横隔板弧形开口与U肋和横隔板焊缝端部周围区域为研究位置,结合区域内的应力分布规律,深入分析其受力机理,找出此区域内的疲劳易损点。以易损点构造细节... 正交异性钢桥面板纵肋与横隔板连接处疲劳机理复杂,分析较为困难,针对这一问题,以横隔板弧形开口与U肋和横隔板焊缝端部周围区域为研究位置,结合区域内的应力分布规律,深入分析其受力机理,找出此区域内的疲劳易损点。以易损点构造细节的疲劳应力为控制指标,提出变厚度横隔板、双内隔板及横隔板与纵肋连接处反向圆弧切口等降低疲劳应力的构造形式,经过有限元计算,结果表明:变厚度横隔板和双内隔板分别对弧形开口处和焊缝端部的疲劳有明显的改善效果;反向圆弧切口可以使几何线性更加平顺,降低由于几何不连续导致的应力集中,可以显著降低上述两类疲劳细节的疲劳应力。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 抗疲劳设计 构造形式优化 横隔板厚度 内隔板
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轮载作用下正交异性钢桥面板构造细节受力特征及机理研究 被引量：1
9
作者 祝志文 李健朋 汤琴 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期163-174,共12页
为明确正交异性钢桥面板(OSD)构造细节的轮载局部应力效应及受力特征,开展了横桥向3个典型工况的货车加载试验和有限元分析,记录了货车低速通行下OSD构造细节的应力时程,研究了构造细节轮载应力行为和机理。研究表明:OSD构造细节轮载局... 为明确正交异性钢桥面板(OSD)构造细节的轮载局部应力效应及受力特征,开展了横桥向3个典型工况的货车加载试验和有限元分析,记录了货车低速通行下OSD构造细节的应力时程,研究了构造细节轮载应力行为和机理。研究表明:OSD构造细节轮载局部应力效应显著,构造细节的明显加载效应局限在横桥向轮载中心两侧各1倍纵肋中心距范围,表明OSD疲劳研究无须考虑货车左右轮或相邻车道货车并行的叠加效应。在显著局部应力范围内,货车每个车轴在纵肋-面板(RD)构造细节产生一个应力循环;跨肋式是RD、纵肋-横隔板(RF)焊缝和弧形切口(Cutout)构造细节横桥向最不利轮载位置。轮载作用下沿横桥向,RD面板侧以面板受纵肋腹板支承的连续梁受力为机理,纵肋侧以RD两侧面板和纵肋的弯矩平衡受力为机理;纵肋-横隔板纵肋侧(RF-R)构造细节以横隔板支承的连续梁支点负弯矩受力为机理;纵肋-横隔板横隔板侧(RF-F)构造细节以位于横隔板腹板上方受压为机理;弧形切口细节以空腹桁架竖杆受压为机理。明确的轮载应力局部范围和机理,能简化OSD结构疲劳有限元分析,有助于改善OSD结构抗疲劳设计。 展开更多
关键词 疲劳 正交异性钢桥面板 构造细节 局部应力效应 应力机理 轮载试验 有限元分析
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明珠湾大桥主桥正交异性钢桥面板疲劳性能及寿命评估
10
作者 刘朋 陈艺旋 +2 位作者 赵健 安路明 王元清 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期41-46,共6页
为保证广州明珠湾大桥主桥疲劳性能及寿命满足要求,根据该桥正交异性钢桥面板设计尺寸和构造,采用与施工现场相同焊接条件,制作8个足尺单U肋模型并进行疲劳试验,确定桥面板的疲劳破坏关注点及其疲劳寿命曲线;建立桥面板有限元模型,分析... 为保证广州明珠湾大桥主桥疲劳性能及寿命满足要求,根据该桥正交异性钢桥面板设计尺寸和构造,采用与施工现场相同焊接条件,制作8个足尺单U肋模型并进行疲劳试验,确定桥面板的疲劳破坏关注点及其疲劳寿命曲线;建立桥面板有限元模型,分析实际车辆荷载作用下桥面板的疲劳力学性能,并根据名义应力法确定该桥钢桥面板的疲劳寿命。结果表明:桥面板U肋与顶板焊接位置、U肋与横隔板围焊位置为疲劳易损部位,循环次数为5×106次时,两处常幅疲劳极限分别为42.04 MPa和60.30 MPa;桥面板U肋与顶板焊接位置最大应力幅为14.02 MPa,小于常幅疲劳极限,可不考虑疲劳寿命;U肋与横隔板围焊位置最大应力幅为64.73 MPa,大于常幅疲劳极限,桥面板疲劳寿命为158年,满足大桥设计基准期100年的要求。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 构造细节 疲劳性能 疲劳寿命 疲劳试验 名义应力法
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基于振动时效工艺的正交异性钢桥面板残余应力调控
11
作者 陈利 《河北水利电力学院学报》 2023年第4期58-63,共6页
为减小正交异性钢桥面板焊接残余应力,同时为检验振动时效工艺在桥梁钢结构应用中的有效性,基于足尺模型,采用振动时效工艺对焊接残余应力进行了调整,并通过盲孔法残余应力测试对时效效果进行了评定。结果表明:正交异性钢桥面板焊缝区... 为减小正交异性钢桥面板焊接残余应力,同时为检验振动时效工艺在桥梁钢结构应用中的有效性,基于足尺模型,采用振动时效工艺对焊接残余应力进行了调整,并通过盲孔法残余应力测试对时效效果进行了评定。结果表明:正交异性钢桥面板焊缝区的残余应力较大,达到或超过材料的屈服强度;振动时效后,面板焊缝区及焊缝表面的残余应力均降低到屈服强度以下,也更加均匀;应力水平越高,振动时效的效果越好;振动时效后,远离焊缝区的应力有少量的增加,但仍保持在较低的水平;建议将振动时效工艺应用到桥梁钢结构焊接残余应力调整中。 展开更多
关键词 振动时效 正交异性钢桥面板 焊接残余应力 盲孔法
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正交异性钢桥面板疲劳裂纹磁记忆扫描方法研究
12
作者 李云友 魏克敏 +1 位作者 卢永雄 王翔 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2023年第7期0080-0084,共5页
正交异性钢桥面板在大跨度桥梁中被广泛应用,作为其主要受力构件的U肋,与面板焊接接头部位易应力集中、疲劳损伤甚至疲劳裂纹,严重影响钢桥面板耐久性及安全运营。本研究基于金属磁记忆检测原理,将其应用于正交异性钢桥U肋的应力集中与... 正交异性钢桥面板在大跨度桥梁中被广泛应用,作为其主要受力构件的U肋,与面板焊接接头部位易应力集中、疲劳损伤甚至疲劳裂纹,严重影响钢桥面板耐久性及安全运营。本研究基于金属磁记忆检测原理,将其应用于正交异性钢桥U肋的应力集中与疲劳裂纹的无损检测中,设计并制作了一套钢桥面板磁记忆扫描装置,可分别采集水平和垂直磁场信号。在武汉阳逻大桥进行了实地扫描试验,通过结果分析和人工复核,证实磁感检测方法应用于正交异性钢桥面板的疲劳裂纹检测效果良好。操作方便,可快速完成扫描与异常定位,极大地提高了工作效率。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 疲劳裂纹 金属磁记忆 试验研究
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正交异性钢桥面板疲劳性能关键参数研究
13
作者 何能 《建筑结构》 北大核心 2023年第S01期1512-1516,共5页
社会现代化进程加快、交通量急剧增加使得正交异性钢桥面板的疲劳病害频繁发生,为节约全生命周期成本,前期设计时抗疲劳性能研究不可忽视,不同疲劳细节的疲劳性能各有不同,通过疲劳设计合理确定关键参数,使得设计效率得以提高,同时降低... 社会现代化进程加快、交通量急剧增加使得正交异性钢桥面板的疲劳病害频繁发生,为节约全生命周期成本,前期设计时抗疲劳性能研究不可忽视,不同疲劳细节的疲劳性能各有不同,通过疲劳设计合理确定关键参数,使得设计效率得以提高,同时降低应力幅值、提高抗疲劳性能,对钢结构桥梁设计至关重要。通过有限元建立三维实体模型,选取2种典型的疲劳细节,加载2种疲劳荷载工况,分析加劲肋、横隔板开孔、横隔板及超高性能混凝土(UHPC)铺装不同参数对疲劳细节应力幅值的影响。研究表明:正交异性钢桥面板的加劲肋纵横交错、立体交叉、焊缝众多,其疲劳性能由各个疲劳细节、荷载工况、构造参数等联合控制;改变加劲肋尺寸和横隔板开孔形式对改善疲劳性能效果不显著且有可能增加反面效果;加密横隔板间距、增设UHPC层能显著地改善疲劳性能。正交异性钢桥面板构造按照中型U肋、Ⅱ型切口、横隔板间距2.5m至3m、UHPC-钢组合桥面板设计其疲劳性能最优。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 疲劳性能 疲劳细节 有限元分析 应力幅 UHPC
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正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验 被引量：72
14
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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港珠澳大桥正交异性钢桥面板疲劳特性研究 被引量：72
15
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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正交异性钢桥面板足尺节段疲劳模型试验研究 被引量：63
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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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：36
17
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：43
18
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：26
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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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正交异性钢桥面板结构体系的疲劳破坏模式和抗力评估 被引量：39
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作者 张清华 李俊 +2 位作者 郭亚文 袁道云 卜一之 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期71-81,共11页
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... 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类重要构造细节的主导疲劳破坏模式和实际疲劳抗力,在此基础上结合切口应力评估方法探讨正交异性钢桥面板构造细节切口应力S-N曲线方程、结构体系的主导疲劳破坏模式等关键问题。研究结果表明:传统纵肋与顶板焊接细节和新型镦边纵肋与顶板焊接细节的主导疲劳破坏模式均为疲劳裂纹萌生于焊根并沿顶板厚度方向扩展,二者的实际疲劳抗力基本相同;纵肋与横隔板交叉构造细节的疲劳破坏模式为焊趾开裂沿纵肋腹板方向扩展;对于研究对象而言,萌生于纵肋与顶板焊接细节焊根并沿顶板厚度方向扩展的疲劳破坏模式为控制结构体系疲劳抗力的主导疲劳破坏模式。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 体系疲劳抗力 疲劳破坏模式 疲劳抗力评估 切口应力
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