钢桥面板U肋-横隔板连接接头应力分析

采用有限元方法对我国常用的实腹式横隔板扁平钢箱梁钢桥面板结构进行了应力分析,研究了U肋-横隔板连接接头疲劳裂纹的产生机理及主要影响因素,并对几种常见的横隔板弧形切口形状及内肋式构造、底部固定式构造等新型构造的效果进行了比较。研究表明,传统构造4和新型内肋式构造21的受力性能较为理想,但普遍适用于不同疲劳裂纹形式、加载条件、横梁高度、制造工艺的最优构造形式并不存在,需要采用基于性能的方法进行U肋-横隔板连接接头疲劳设计。

轻型组合桥面板球扁钢纵肋-横隔板连接细节局部应力分析

为降低正交异性钢桥面板疲劳开裂的风险,提出带球扁钢纵肋的轻型组合桥面板方案。以洞庭湖二桥轻型组合桥面板为工程背景,建立钢桁梁局部有限元模型和球扁纵肋-横隔板连接细节的子模型,并基于热点应力法,对横隔板上开孔孔型和厚度进行了参数分析。研究表明:球扁纵肋-横隔板连接处3个典型疲劳细节的疲劳性能受横隔板厚度影响显著;综合比较,苹果型开孔的疲劳性能最优。为进一步验证轻型组合桥面板的球扁钢纵肋-横隔板连接处3个细节的疲劳性能,开展了足尺模型疲劳试验,试验模型采用16mm厚带苹果型开孔的横隔板设计。疲劳试验中,控制细节(横隔板切口自由边缘)的应力幅为90.6MPa,历经250万次循环加载后,试验模型中典型疲劳细节均未出现疲劳裂纹。这表明,带球扁钢纵肋的轻型组合桥面板关键细节的疲劳性能良好,能满足洞庭湖二桥的工程要求。

U肋与横隔板连接疲劳开裂加固手孔开设方法初探

受复杂焊接构造形式和受力特性的影响,U肋与横隔板连接疲劳开裂表现出多发性、早发性、再现性的特点,严重影响了正交异性钢桥面板的正常使用性能。为保证正交异性钢桥面板的安全使用,合理延长其使用寿命,国内外学者针对该连接构造细节的加固方法展开了大量的理论和实验研究。但受实际条件和加固操作空间的限制,提出的各种加固方法在实桥中的应用仍面临着可行性的难题。文章在现有的U肋横隔板连接疲劳开裂局部加固方法的基础上,提出了一种在实桥中具备可操作性的加固方法。并结合有限元方法对该加固方法进行了深入的分析,研究成果对正交异性钢桥面板的设计、检测、加固有一定的指导意义。