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题名ERE铺装钢桥面板疲劳扩展与疲劳寿命研究
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作者
王奎
吴文明
卢超
何蕾
李英豪
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机构
湖北联合交通投资开发有限公司
北京公科固桥技术有限公司
福州大学土木工程学院
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出处
《公路交通科技》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期130-137,共8页
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基金
湖北省交通运输厅科技项目(2022-11-2-4)。
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文摘
为研究ERE铺装对正交异性钢桥面板U肋与顶板焊接处疲劳细节的影响,针对某悬索桥实际的正交异性钢桥面板构造细节,利用等效结构应力理论研究其疲劳性能,并利用线弹性断裂力学理论进一步分析其疲劳裂纹扩展行为。首先,采用Abaqus软件分别建立原铺装和ERE铺装的正交异性钢桥面板节段有限元模型,基于等效结构应力法分析其疲劳细节疲劳性能以及在不同荷载位置下的等效结构应力;随后在此基础上运用FRANC.3D与Abaqus软件建立具有相同等效结构应力幅的三维顶板-U肋构造细节等效模型,并植入裂纹,对其结构局部模型的裂纹扩展性能进行对比分析。结果表明:该桥某跨跨中截面开裂模式以C.3开裂模式为主导,通过等效结构应力计算得疲劳寿命最短为427.1万次;对于采用ERE铺装加固后C.1,C.2裂纹开裂模式,在相同的裂纹扩展深度上,其应力强度因子都有着不同程度的降低,其平均寿命增加幅度为138.22%;当裂纹深度大于2 mm时原铺装结构C.3开裂模式的裂纹应力强度因子迅速增加,而采用ERE铺装加固后其应力强度因子幅值均低于原铺装结构且数值较为稳定,其平均寿命增加幅度为99.26%;ERE铺装加固后裂纹扩展寿命提升在75.13%~163.51%,平均增加幅度为125.23%。通过疲劳裂纹扩展寿命对比,可以认为ERE铺装能有效降低裂纹处的等效应力强度因子幅值,抑制裂纹的增长速率,从而提高构件的疲劳寿命。
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关键词
桥梁工程
疲劳性能
等效结构应力
应力强度因子
正交异性钢桥面板
ere铺装
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Keywords
bridge engineering
fatigue behavior
equivalent structural stress
stress intensity factor
orthotropic steel bridge panel
ere pavement
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分类号
U445.71
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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