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正交异性钢桥面板横隔板切口疲劳应力幅分析 被引量：16
1
作者 吉伯海 田圆 +1 位作者 傅中秋 徐汉江 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2014年第5期128-131,153,共5页
建立全桥模型和简化的钢桥面板局部节段模型,通过子模型法插值得到横隔板疲劳细节模型的边界条件,计算不同车轮横向分布对应的疲劳细节局部应力,研究横隔板参数变化对横隔板疲劳细节损伤的影响。结果表明:混合单元模型与钢桥面板简化模... 建立全桥模型和简化的钢桥面板局部节段模型,通过子模型法插值得到横隔板疲劳细节模型的边界条件,计算不同车轮横向分布对应的疲劳细节局部应力,研究横隔板参数变化对横隔板疲劳细节损伤的影响。结果表明:混合单元模型与钢桥面板简化模型对应的应力幅相差小于5.0%,采用钢桥面板简化模型分析横隔板疲劳细节受力简单合理。横隔板疲劳细节在车轮偏离中心位置150 mm时应力幅最大,随着车轮偏离中心位置距离的增大,应力幅下降明显。横隔板间距增大,横隔板疲劳细节应力幅上升,增加横隔板厚度可有效改善其疲劳受力性状。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 疲劳应力幅 横隔板切口 疲劳损伤
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正交异性钢桥面板横隔板切口疲劳应力分析
2
作者 陈孔生 《低温建筑技术》 2020年第6期69-72,共4页
以正交异性钢桥面板横隔板切口疲劳应力为研究对象,采用六种横隔板切口形式,以某钢箱梁桥为例,利用abaqus有限元分析软件分别建立三维板壳有限元模型。建模时对横隔板切口部位的网格进行细化,以确保计算结果足够精确。分析在最不利荷载... 以正交异性钢桥面板横隔板切口疲劳应力为研究对象,采用六种横隔板切口形式,以某钢箱梁桥为例,利用abaqus有限元分析软件分别建立三维板壳有限元模型。建模时对横隔板切口部位的网格进行细化,以确保计算结果足够精确。分析在最不利荷载作用下,横隔板切口部位产生的面内外应力对疲劳应力的影响。结果表明影响横隔板切口位置疲劳性能的主应力主要由面内应力决定的;日本采用的横隔板切口形式的切口尺寸最小,该细节受到到的面内应力最小,疲劳性能最好,为正交异性钢桥面板横隔板设计提供参考。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 横隔板切口 疲劳 有限元模型
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正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳性能 被引量：17
3
作者 祝志文 向泽 李健朋 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期11-22,共12页
为了揭示正交异性钢桥面板弧形切口母材的开裂机理,采用有限元程序ANSYS建立钢箱梁节段模型与钢桥面板单元子模型,为确保计算的精确性,进行了网格无关性检查,分析了弧形切口疲劳细节在移动轮载作用下的应力响应特征,分别采用热点应力法... 为了揭示正交异性钢桥面板弧形切口母材的开裂机理,采用有限元程序ANSYS建立钢箱梁节段模型与钢桥面板单元子模型,为确保计算的精确性,进行了网格无关性检查,分析了弧形切口疲劳细节在移动轮载作用下的应力响应特征,分别采用热点应力法与名义应力法评估了弧形切口细节的疲劳性能,并研究了横隔板厚度与切口形状对构造细节应力的影响。研究结果表明:弧形切口细节应力影响线长度在纵桥向为横隔板间距的2倍,因而可用疲劳车的中轴组单独加载,根据AASHTO LRFD,1辆5轴疲劳车会在该构造细节上产生2或3个应力循环;弧形切口在纵、横桥向的最不利荷载位置分别为轮载中心作用于纵肋腹板与面板交界处和中轴前轮作用于距横隔板0.3m处;弧形切口边缘应力集中点的应力方向与水平面的倾角为67.2°;疲劳评估结果与名义应力提取位置密切相关,可采用热点应力法并基于FAT125的疲劳寿命曲线进行弧形切口的疲劳评价,也可根据疲劳等效原则提取距切口边缘5mm处的应力,并基于名义应力法开展疲劳评价;建议采用Eurocode 3中圆弧半径较大的公路桥梁切口形状,其热点应力与研究的切口形状相比降低了12.4%,且当横隔板厚度不小于12mm时,弧形切口细节的应力幅小于截止应力幅,为无限疲劳寿命;横隔板弧形切口的开裂与切口形状不佳、横隔板厚度偏小、制造工艺不完善以及货车通行量大等因素密切相关。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 横隔板弧形切口 疲劳性能 有限元分析 参数分析
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正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳评价的热点应力法 被引量：14
4
作者 祝志文 黄炎 +1 位作者 李健朋 阮诗鹏 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期25-34,共10页
借助有限元分析和随机车流下构造细节应力现场监测数据获取了某正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳细节一定宽度范围内的应力时程,分析了应力峰值分布;基于国际焊接学会和挪威船级社推荐的热点应力外插公式评价了横隔板弧形切口疲劳寿... 借助有限元分析和随机车流下构造细节应力现场监测数据获取了某正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳细节一定宽度范围内的应力时程,分析了应力峰值分布;基于国际焊接学会和挪威船级社推荐的热点应力外插公式评价了横隔板弧形切口疲劳寿命,研究了适用于横隔板弧形切口热点应力的外插公式。研究结果表明:在桥面车辆通行下,横隔板弧形切口响应为压应力,且应力峰值大;横隔板弧形切口不仅产生了显著的应力集中,且应力沿构造细节最小净截面一定范围呈显著的非线性分布;因应力插值点位于横隔板弧形切口应力分布的非线性区,采用国际焊接学会和挪威船级社提出的热点应力插值公式得到的热点应力偏大,评价的疲劳寿命均偏保守;提出的两点线性外插公式和三点二次外插公式的应力插值点均位于构造细节应力的线性分布区,且第1个插值点均距横隔板弧形切口自由边1倍横隔板厚度,依此方法评价的横隔板弧形切口疲劳寿命与实桥该构造细节的开裂寿命较为一致。正交异性钢桥面板横隔板弧形切口的疲劳性能评价若基于热点应力法开展,可采用疲劳等级FAT90和建议的三点二次外插公式。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 疲劳 横隔板弧形切口 热点应力 应力监测 有限元
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钢箱梁横隔板弧形切口疲劳性能及构造优化研究 被引量：13
5
作者 何志刚 蔺鹏臻 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期37-43,共7页
为评估正交异性钢桥面板的疲劳寿命,给维修和设计提供参考,以某连续钢箱梁桥(设置高1.8m的横隔板与净高0.9m的横肋)为背景进行研究。采用ANSYS子模型技术建立了钢箱梁节段模型,基于热点应力法对横隔板与横肋弧形切口起始处和弧形切口自... 为评估正交异性钢桥面板的疲劳寿命,给维修和设计提供参考,以某连续钢箱梁桥(设置高1.8m的横隔板与净高0.9m的横肋)为背景进行研究。采用ANSYS子模型技术建立了钢箱梁节段模型,基于热点应力法对横隔板与横肋弧形切口起始处和弧形切口自由边两处疲劳细节进行了寿命预测,并就两处细节疲劳性能对弧形切口型式和板厚变化的敏感性进行了分析。结果表明:随横肋高度增加,弧形切口两处细节的疲劳性能对于板厚变化的敏感性增强;随弧形切口曲率比增大,弧形切口起始处的计算寿命增加,而弧形切口自由边的计算寿命减小;优化后横隔板与横肋的弧形切口的曲率比分别取3.33和4.29、板厚分别取12mm和8mm,较原设计切口型式,优化后可将横隔板与横肋的弧形切口的计算疲劳寿命分别延长7.8年和9.6年。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 横隔板弧形切口 热点应力 疲劳寿命 曲率比 多目标约束优化 有限元法
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基于实测车流的钢箱梁横隔板疲劳特性 被引量：8
6
作者 李传习 李游 +2 位作者 陈卓异 贺君 刘一鸣 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期48-58,共11页
为研究车流荷载作用下钢箱梁横隔板弧形切口处母材的疲劳特性,以佛山平胜大桥为背景工程,基于动态称重系统(WIM)监测数据,得到了该桥9种车型的疲劳荷载谱,运用ABAQUS建立了钢箱梁节段模型,计算了横隔板弧形切口处疲劳应力时程曲线。通... 为研究车流荷载作用下钢箱梁横隔板弧形切口处母材的疲劳特性,以佛山平胜大桥为背景工程,基于动态称重系统(WIM)监测数据,得到了该桥9种车型的疲劳荷载谱,运用ABAQUS建立了钢箱梁节段模型,计算了横隔板弧形切口处疲劳应力时程曲线。通过模型试验验证,得到了设计弧形切口的疲劳寿命和裂纹扩展规律。研究结果表明:该悬索桥疲劳车型可简化为V2~V10共9类,不同车道的同一车型轴重差异较大,3^#、4^#车道轴重普遍高于1^#、2^#、5^#车道,最大轴重为3~#车道的V10车型的Z3轴,重达151 kN;重车道(3^#、4^#车道)V2~V10车型的比例明显高于其他车道;轮轴作用下弧形切口处沿纵桥向的应力影响线较短,约3个横隔板间距,动力响应始终为压应力,且仅能识别轴组,不能分辨轴组中的单根轴重,当V10车型后轴组通过时,弧形切口的压应力幅达最大,为-169 MPa;考虑车辆超载时,弧形切口处的最小和最大疲劳应力幅分别为不考虑车辆超载时的1.17倍、1.75倍;模型试件在膜压应力幅作用下弧形切口处母材出现疲劳裂纹,开裂位置与实桥一致,均萌生于横隔板弧形切口处起弧点附近,裂纹长度达53 mm;裂纹扩展前期速率较快,后期逐渐减慢;轮载横向作用位置对弧形切口处应力幅影响很大,轮载作用于弧形切口正上方时,该位置应力幅最大。 展开更多
关键词 桥梁工程 车辆荷载谱 模型试验 横隔板弧形切口 疲劳寿命 裂纹扩展
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正交异性钢桥面板横隔板疲劳损伤处治研究
7
作者 王振方 庄世忠 +1 位作者 李瑞峰 李涛涛 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期46-54,共9页
钢箱梁上翼缘的正交异性钢桥面板,在车辆轮载的反复作用下,极易发生损伤和裂纹,且90%以上为疲劳损伤,而横隔板是正交异性钢桥面板主要损伤构件,占比28.8%.为研究钢箱梁正交异性钢桥面板横隔板病害的处治方法,通过病害统计、病害形成过... 钢箱梁上翼缘的正交异性钢桥面板,在车辆轮载的反复作用下,极易发生损伤和裂纹,且90%以上为疲劳损伤,而横隔板是正交异性钢桥面板主要损伤构件,占比28.8%.为研究钢箱梁正交异性钢桥面板横隔板病害的处治方法,通过病害统计、病害形成过程跟踪、病害成因分析、病害实桥处治,详述钢箱梁正交异性钢桥面板横隔板弧形切口处母材裂纹、横隔板上过焊孔处母材裂纹、横隔板与U肋焊缝裂纹、横隔板与面板焊缝裂纹四大类横隔板病害的处治方法.通过对例桥1维修三年后病害再生情况统计,所修480处横隔板相关病害中发生再生病害30处,再生病害发生率6.25%;通过对例桥2横隔板CFRP板补强完工三年后的检测,例桥3横隔板与U肋焊缝加强角钢补强完工后的检测,未发现补强部位再生病害.结果表明:所述各类病害维修方法可靠,对同类型病害维修具有参考价值. 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 横隔板弧形切口 疲劳
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钢-聚氨酯夹层桥面横隔板切口应力分析
8
作者 马兴键 单成林 《低温建筑技术》 2019年第3期20-23,共4页
钢箱梁弧形切口疲劳开裂是最常见的疲劳病害问题之一,该处容易造成应力集中。为解决这一问题,本文提出使用新型钢-聚氨酯夹层桥面板(简称"SPS桥面板"),通过分别建立使用钢桥面板和夹层桥面板的钢箱梁节段模型,比较两者在整体... 钢箱梁弧形切口疲劳开裂是最常见的疲劳病害问题之一,该处容易造成应力集中。为解决这一问题,本文提出使用新型钢-聚氨酯夹层桥面板(简称"SPS桥面板"),通过分别建立使用钢桥面板和夹层桥面板的钢箱梁节段模型,比较两者在整体结构的应力、弧形切口周边应力,结果表明夹层桥面板的使用显著降低了弧形切口应力,有利于缓解疲劳开裂风险。 展开更多
关键词 桥梁工程 横隔板弧形切口 钢-聚氨酯夹层板 有限元分析 节段模型
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钢箱梁横隔板弧形切口疲劳性能及构造优化思路探究
9
作者 舒红波 《大众文摘》 2022年第13期172-174,共3页
随着我国经济发展迅速,社会不断进步,人们对工程追求越来越高,土木工程的责任越来越重,为了满足人们日益增长的需求。通过钢箱梁横隔板弧形切口病害特征、疲劳细节、交通载荷等工程信息的汇总,针对横隔板弧形切口母材疲劳为面外,反复变... 随着我国经济发展迅速,社会不断进步,人们对工程追求越来越高,土木工程的责任越来越重,为了满足人们日益增长的需求。通过钢箱梁横隔板弧形切口病害特征、疲劳细节、交通载荷等工程信息的汇总,针对横隔板弧形切口母材疲劳为面外,反复变形所致的事实进行深度探究,并且探索目前接触到的钢箱梁横隔板弧形切口处疲劳裂纹的最合理且最有优势的补强方案,建立钢箱梁节段的整体模型,构造模型,揭示横隔板弧形切口疲劳开裂的产生原因,分析其机理,进而对典型补强方案进行了分析,探讨其优劣性。研究直接双面加补强钢板的方案对弧形切口起弧点应力是否有明显改善作用,是否会导致横隔板与U肋连接处的应力增大,还是会减小应力,经过讨论采用弧形切口优化搭配着双面补强钢板的方案进行加固,发现这对弧形切口及横隔板与U肋连接处应力有明显的改善作用,然后根据热点应力法对横隔板与横肋弧形切口起始处进行探究,搭配弧形切口自由边两处疲劳细节进行其使用寿命的预测,探究分析细节疲劳性能对弧形切口型式和板厚变化的敏感度高低。 展开更多
关键词 疲劳开裂机理 正交异性钢桥面板 横隔板弧形切口
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