高应力三轴度下Q355钢火灾全过程断裂性能试验研究

火灾下钢构件断裂破坏是导致整体结构连续性倒塌的主要原因之一,掌握钢材高温断裂性能是研究钢结构抗火承载性能和评估高温后结构安全性的基础。以Q355钢为研究对象,设计光滑圆棒和缺口圆棒试件,进行火灾全过程(升温段、降温段、高温后)拉伸断裂试验,研究复杂应力状态(应力三轴度)和温升历程(峰值温度和拉伸温度)对钢材工程和真实应力-应变曲线、断裂应变的影响,并通过电镜扫描研究其微观断裂机理,结合数值模拟对高温断裂模型进行参数标定。研究表明:火灾全过程下Q355钢材呈现韧性断裂特征,拉伸温度和应力三轴度对其断裂性能影响较大;拉伸温度和峰值温度越高,断裂应变越大,延性越好,高温后断裂性能与常温相似;应力三轴度影响材料断裂性能对温度的敏感性,温升历程影响真实应力-应变曲线塑性段斜率;SMCS断裂模型适用于预测Q355钢材火灾全过程断裂行为,需采用不同参数表征钢材升温段和降温段断裂性能。

铁路钢桁梁桥在重载列车下的受力适应性分析

在既有线上开行重载列车可满足我国快速发展的铁路运量要求,但势必会对既有铁路桥梁的安全性产生不利影响。以长东黄河大桥4跨铁路连续钢桁梁为工程背景,采用Midas软件建立了有限元模型,对其整体受力性能和杆件局部受力性能在30 t重载列车下的适应性进行了分析。结果表明:长东黄河大桥连续钢桁梁的整体受力性能满足30 t重载的运营要求,其中竖向挠度安全裕度较中-活载下降约22%,但横向挠度安全裕度无明显下降。钢桁梁各杆件的应力安全储备系数、疲劳安全储备系数和稳定安全储备系数均较中-活载下降低近20%左右,且个别杆件在30 t重载下的疲劳和稳定性能不满足规范要求,需进行适当加固。