轮迹线位置对钢桥面板横隔板交叉细节疲劳应力影响分析

正交异性钢桥面板疲劳性能较差,构造细节易发生疲劳开裂,其中横隔板交叉细节的疲劳损伤最为突出。为研究车辆轮迹线位置对横隔板交叉细节疲劳性能的影响,分别以围焊和开孔部位为研究对象,计算得到典型横向轮迹线位置下的疲劳应力历程曲线。结果表明:围焊和开孔部位的疲劳应力幅均在轮迹线处于纵肋腹板正上方典型工况时达到最大值,分别为67.4MPa和109.7MPa,其中开孔部位疲劳应力峰值较大,应加强该部位的优化设计和加工质量控制。

钢桥面板横隔板交叉细节疲劳性能分析

钢桥面板疲劳性能是钢桥全寿命周期的关键控制因素,而横隔板交叉细节是钢桥面板的典型构造细节,该细节疲劳裂纹占比高、危害突出。文章为研究横隔板交叉细节的疲劳性能,借助有限元分析软件,分别建立了不考虑铺装层和考虑铺装层两类有限元模型,得到了该细节疲劳应力历程曲线。结果表明:横隔板交叉细节受力复杂,主要受主拉应力作用;考虑铺装层作用后,围焊处疲劳应力幅降低不明显,建议横隔板交叉细节在进行抗疲劳设计时不计铺装层与钢桥面板的联合作用。

钢桥面板纵肋与横隔板交叉细节疲劳应力有限元分析

为系统探究纵肋与横隔板交叉细节的疲劳特性,以某斜拉桥钢桥面板为研究背景,利用ANSYS有限元软件,对2跨3纵肋节段疲劳模型进行了数值模拟。研究结果表明:当疲劳车轮载单侧前后轮中心线通过横隔板正上方时,纵肋与横隔板交叉细节的疲劳应力幅达到最大;在欧规疲劳车荷载下,围焊焊趾处疲劳应力幅为83.6 MPa,横隔板开孔圆弧线上的最大疲劳应力幅为120.2 MPa。

正交异性钢桥面板纵肋与横隔板的主导开裂模式研究

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。

钢桥面板横隔板面内变形疲劳试验模型优化与裂纹扩展特性分析

横隔板与U肋交叉细节是正交异性钢桥面板疲劳损伤最为严重的构造细节,对该细节进行有限元数值模拟和试验研究是十分必要的。采用ANSYS有限元软件,将传统横隔板与U肋交叉细节疲劳节段试验模型进行优化,得到了符合该细节实际受力模式的简化疲劳试验模型。在此基础上,对横隔板与U肋交叉细节疲劳裂纹进行了有限元数值模拟。