纵肋–盖板裂缝重焊修复后残余应力数值分析

钢桥面板纵肋–盖板焊缝处穿透面板的裂缝通常只能采用重焊方法修复,但所引起的高焊接残余应力易导致结构再次开裂而没有达到预期的修复效果.选取12 mm钢桥面板中纵肋–盖板裂缝为研究对象,采用子结构算法进行重焊后残余应力分布规律及焊接工艺影响研究.结果表明,相同条件下,钢桥面板有横梁位置处纵肋–盖板裂缝重焊残余拉应力数值和分布范围均明显高于无横梁位置,采用由中间向两端的对称焊能够有效减小残余应力峰值;裂缝重焊修复过程中焊趾处纵向残余应力随焊缝长度、随坡口角度呈幂函数变化关系.

钢桥面板重焊修复后残余应力数值分析

为研究重焊修复大尺寸钢桥面板上RD裂缝(纵肋与盖板接头处贯穿桥面板的裂缝)对桥面板结构性能的影响,选取国内桥梁工程中早期较常用的12mm钢桥面板进行分析。采用ANSYS对重焊过程进行模拟,引入子结构算法分析钢桥面板重焊后的残余应力,并建立重焊工艺参数与残余应力场的关系。结果表明:重焊修复钢桥面板上的RD裂缝时,残余拉应力峰值接近材料的屈服强度,焊缝区纵向残余拉应力区域宽度接近原始焊缝残余拉应力区域宽度的4倍;焊趾处纵向残余应力随开坡口长度的增加而减小、随开坡口角度的增加而增大,其与开坡口长度、开坡口角度之间均满足幂函数关系。

钢桥U肋-顶板重焊过程残余应力研究

为研究裂纹重焊修复后钢桥U肋-顶板焊缝接头及其周围母材残余应力,选取12mm厚桥面板进行分析,研究了重焊修复前(初始角焊缝)、裂纹开坡口、重焊修复后3阶段U肋-顶板的焊接温度场及残余应力场。结果表明:顶板上表面开坡口使得待重焊区域发生残余应力释放,重焊结束后焊缝区横向残余应力改变较小,纵向残余应力由拉应力转变为压应力。峰值残余应力由焊缝中心线位置转移至母板热影响区。顶板下表面重焊修复前后,残余应力变化不明显,改变初始角焊缝热输入后顶板残余应力改变较明显,但经过开坡口应力释放,顶板残余应力分布范围及数值大小将趋于一致。重焊修复后,对焊缝余高进行打磨可以有效地降低焊缝区残余应力。