钢箱梁横隔板-U肋连接焊缝疲劳裂纹钻孔止裂维修效果分析

针对横隔板-U肋焊缝细节疲劳裂纹的钻孔止裂维修方法,建立有限元模型分析不同长度裂纹下止裂孔的孔边应力及横隔板-U肋焊缝应力.设计局部足尺模型试验,分别针对四种孔径和两种孔位下的止裂效果及未钻孔侧的裂纹扩展速率进行研究,监测实桥横隔板-U肋焊缝裂纹在钻孔前后的应力,评估钻孔止裂对于延缓裂纹扩展、改善疲劳性能的作用.结果表明:在裂纹尖端钻孔会显著增大同侧横隔板-U肋焊缝的应力,削弱其疲劳性能;相对较大的止裂孔孔径对于延缓裂纹扩展的作用更为显著,且孔径小幅增大不会影响未钻孔侧裂纹的扩展速率及疲劳寿命;在裂纹尖端钻孔能显著减小高应力幅的循环次数,降低疲劳损伤累积,改善其疲劳性能.

钢箱梁横隔板-U肋疲劳裂纹钢板加固参数分析

通过建立带疲劳裂纹的钢箱梁横隔板-U肋局部有限元模型,分析钢板加固机理。通过提取连接焊缝焊趾应力评价受损构件钢板加固效果。通过提取胶层应力分析钢板加固后的胶层破坏模式,提取裂纹尖端应力强度因子用于研究钢板加固效果。通过设置多种工况,研究加固件面积、形状、厚度等参数对于加固效果的影响。研究表明:钢板加固可显著改善横隔板-U肋焊缝应力水平。钢板可有效贴合疲劳裂纹,加固作用体现为代替受损截面参与构件协同受力。钢板加固面积对于加固效果影响较大,沿横隔板与U肋连接焊缝方向延长加固件,可提升加固效果。短裂纹加固时适当增加板厚。设置十字形加劲肋加固效果劣于等效增加板厚。