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２０２４年第５期北方交通—１—

文章编号:１６７３－６０５２(２０２４)０５－０００１－０３ＤＯＩ:１０.１５９９６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｂｆｊｔ.２０２４.０５.００１

纵向轮距对钢桥纵肋顶板焊接细节疲劳寿命影响分析

赵群

(伊犁哈萨克自治州交通建设工程质量监督执法支队伊犁哈萨克自治州８３５０００)

摘要:纵肋顶板焊接细节疲劳失效严重威胁钢桥运营安全ꎬ而轮载纵向距离是影响该细节疲劳寿命的因素

之一ꎮ文章以某大跨度斜拉桥主梁桥面板为研究对象ꎬ基于断裂力学分析ꎬ计算了不同纵向轮距下纵肋顶板焊接

细节焊根处裂纹的应力强度因子ꎬ并得到了疲劳寿命ꎮ研究发现ꎬ当纵向轮距超过１６００ｍｍ后ꎬ疲劳寿命明显延长ꎮ

建议疲劳验算时结合实桥车流情况ꎬ合理选定等效疲劳车纵向轮距ꎮ

关键词:钢桥ꎻ纵肋顶板ꎻ焊接细节ꎻ断裂力学ꎻ疲劳寿命

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中图分类号:Ｕ４４５.５８３文献标识码:Ｂ

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０引言科等基于断裂力学理论ꎬ对焊接微裂纹缺陷引起

与混凝土桥和预应力混凝土桥相比ꎬ钢桥在跨的纵肋顶板疲劳性能劣化效应进行了深入分析ꎮ断

度上具有明显优势ꎮ钢桥桥型通常包括梁式桥、拱裂力学研究方法可以摆脱传统Ｓ－Ｎ曲线影响ꎬ适

桥、斜拉桥和悬索桥ꎬ尤其是斜拉桥和悬索桥ꎬ其主用于缺少疲劳试验数据的焊接细节的分析ꎮ目前ꎬ

梁大多采用钢箱梁形式ꎬ桥面板为正交异性钢桥面多数研究基于固定荷载模式开展疲劳研究ꎬ往往忽

板(简称“钢桥面板”)ꎮ钢桥面板由板单元焊接连视轮载距离的影响ꎮ文章基于断裂力学方法ꎬ对不

接而成ꎬ承载能力强ꎬ制造速度快ꎬ是目前钢桥工业同纵向轮距下的纵肋顶板焊接细节疲劳寿命进行对

化、智能化建造的较优选择ꎮ由于钢箱梁钢材强度比分析ꎬ以期为行业研究提供参考ꎮ

大ꎬ静力方面往往能满足受力需求ꎬ但全桥焊接细节１疲劳裂纹

多ꎬ分布范围广ꎬ焊接细节在轮载反复作用下易引起疲劳裂纹是钢桥疲劳性能的研究对象之一ꎮ分

疲劳损伤ꎬ损伤累积一定程度后ꎬ将产生疲劳裂纹ꎮ析疲劳裂纹扩展过程及其特性ꎬ有助于认识焊接细

大多数钢桥疲劳裂纹难以检测ꎬ且发展速度快ꎬ直接节ꎬ这也是钢桥加固设计的基础ꎮ钢桥面板的两类

威胁行车安全ꎬ故开展钢桥疲劳研究十分必要ꎮ典型构造细节分别为纵肋顶板焊接细节和横隔板纵

在钢桥面板众多焊接细节中ꎬ纵肋顶板焊接细肋交叉焊接细节ꎬ其中纵肋顶板焊接细节是疲劳分

节最为关键ꎮ疲劳裂纹主要出现在焊根位置ꎬ对于析的重点ꎮ目前ꎬ钢桥设计以熔透角焊缝为主ꎬ主导

闭口纵肋ꎬ桥梁管养过程中裂纹具有隐蔽性ꎬ通常在疲劳裂纹形式是裂纹萌生于焊根ꎬ向顶板方向扩展ꎬ

裂穿铺装后才得以发现ꎮ纵肋顶板焊接细节疲劳劣如图１所示ꎮ

化后ꎬ桥面板变形异常ꎬ加之潮湿环境中纵肋易锈２断裂力学裂纹分析方法

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蚀ꎬ降低桥梁舒适性和耐久性ꎮ孙义斐等基于有疲劳裂纹出现后ꎬ裂尖一定区域内材料处于塑

限元软件ꎬ研究了钢桥疲劳易损细节的应力特征和性状态ꎬ应力场存在奇异性ꎬ断裂力学研究方法认为

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局部变形情况ꎻ邹春蓉等总结了钢桥典型构造细塑性区相比于裂纹长度较小ꎬ可忽略塑性区的影响ꎮ