基于足尺节段模型的正交异性钢桥面疲劳性能

为了研究正交异性钢桥面的疲劳性能,根据新结构细部焊接工艺的研究成果和合理的结构参数,设计了足尺节段疲劳试验模型,通过足尺模型试验确定不同焊接工艺下各疲劳易损细节的实际疲劳抗力。铺装层作为钢桥面板之上的行车功能层,直接承担车辆轮载。分别设计了树脂沥青铺装和浇注式沥青铺装两种铺装结构,进行武汉市江汉七桥铺装层与正交异性钢桥面板协同受力体系的模型试验,并考虑温度的影响。研究结果表明:有铺装层的钢桥面板U肋与顶板构造细节,由于铺装层与钢桥面板的协同作用,其应力幅值相较于无铺装层时显著降低;该应力幅值随着铺装层温度的升高而增大。

马岭河特大桥塔柱节段足尺模型试验研究

马岭河特大桥为斜拉桥,其索塔锚固区是结构的关键受力部位,是设计和施工中的难点,单纯的力学分析很难反映结构的实际工作状态与应力分布状况.为此,对马岭河特大桥索塔锚固区进行了足尺节段模型试验,介绍了测试方案、裂缝观察结果、应力的采集和分析以及变形的观测和结果分析;并对索塔进行了空间有限元分析.研究表明,试验和理论分析结果符合程度较好,得出了模型的开裂安全系数、裂缝宽度安全系数及变形等结果,为设计和施工提供了重要的理论依据.

公路钢桥面抗疲劳性能的模型试验方法研究

正交异性钢桥面以其优异的性能,在公路桥梁行业内得到普遍应用,但存在显著的疲劳裂缝风险。疲劳研究方法中,模型疲劳试验仍然是最合理的方法。文章对正交异性钢桥面模型疲劳试验、典型疲劳试验方法作出较为系统的回顾与总结。在正交异性钢桥面构造细节的疲劳试验中,以钢桥纵肋与钢桥顶板的连接焊缝、钢桥纵肋与横肋相交部位焊缝的疲劳问题尤为受到关注。可以看出,构造细节疲劳试验的研究对象是具体的构造细节,其主要目的包括:建立构造细节的疲劳抗力模型;对新工艺、新构造的疲劳性能进行研究,分析对比其是否能够有效地提高疲劳性能。由于正交异性钢桥面板结构受力复杂,基于应力幅等效的构造细节疲劳试验难以反应实际桥梁中构造细节的真实受力状态,需要采用荷载等效的足尺节段模型试验。足尺节段模型的研究对象是桥面系统,目的是验证设计方案的疲劳性能。

铺装层温度效应对U肋与顶板构造疲劳损伤的影响

为研究50 mm厚EA10环氧沥青混凝土铺装层温度对正交异性钢桥面板U肋与顶板构造疲劳致损效应的影响,开展带沥青混凝土铺装层的正交异性钢桥面板足尺节段模型拟静力循环加载试验。分析不同铺装层温度下正交异性钢桥面板顶板的横向应变、挠度以及U肋与顶板构造的局部热点应力响应,在此基础上,对不同铺装层温度下U肋与顶板外侧焊趾疲劳损伤进行研究。结果表明:常温(25℃)条件下,采用沥青混凝土铺装层可降低钢桥面板顶板35.2%的横向应力和10.3%的局部挠度,以及U肋与顶板双面焊构造外侧顶板焊趾区域的应力幅值和疲劳损伤;随着沥青混凝土铺装层温度升高,顶板横向应力、挠度及U肋与顶板双面焊构造外侧顶板焊趾区域的应力幅值、疲劳损伤显著增大,高温(60℃)条件下该区域疲劳损伤度增幅可达41.5%。

荆岳长江公路大桥索塔锚固区实桥受力机理试验研究

湖北荆岳长江公路大桥主桥为(100+298)m+816m+(80+2×75)m双塔混合梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢牛腿+钢锚梁结构。为掌握斜拉索索力在实桥索塔锚固区结构上的响应和受力机理,在该桥成桥荷载试验阶段选择南塔第26节段进行了试验测试。通过测试钢锚梁、钢牛腿的应力和变形,并与同节段索塔锚固区节段模型试验结果进行比对分析。结果表明:在试验荷载作用下,试验节段实测索力增量与理论索力增量相差不大;在相同索力增量下,实桥锚固区的应力测试值、钢锚梁的水平力和竖向力荷载承担比例均比节段足尺模型试验值略小,二者的应力分布规律基本一致,这些试验监测数据可供今后类似桥梁设计时参考。