基于規范理解的正交異性鋼橋面橫隔板弧形缺口局部區域疲勞驗算

郭立成， 馮崢， 李傳習， 陳卓異

(1.長沙理工大學 橋梁工程安全控制教育部重點實驗室， 湖南 長沙 410114； 2.佛山市路橋建設有限公司)

1 引言

近年來，正交異性橋面板以其結構質量輕、受力性能好、施工速度快等諸多優點得到了廣泛應用，但由于其面板構造復雜、焊縫數量較多，焊接殘余應力、應力集中問題突出，在長期交通荷載作用下容易出現疲勞開裂問題。日本阪神和日本首都等兩條高速公路正交異性橋面板疲勞裂紋的統計、以及頂板厚12 mm的虎門大橋鋼箱梁3類疲勞裂紋的跟蹤和頂板厚16 mm的平勝大橋鋼箱梁橫隔板疲勞裂縫發展過程表明：縱肋與橫肋交叉部位(特別是橫隔板母材)裂縫發展速度相對較快，危害最烈，為正交異性鋼橋面板中疲勞問題最易發生的部位之一。

常見的疲勞強度驗算方法有試驗方法、名義應力法、熱點應力法等。文獻[5,6]應用試驗方法探究了橫隔板弧形缺口局部區域受力特性以及疲勞開裂機理，但該方法耗時費力且試驗結果離散性大，不適宜廣泛采用。國內外有部分學者主張采用熱點應力法對構造細節疲勞強度進行評定，但該種方法只能適用于焊趾處的疲勞驗算，不適用于母材處的疲勞應力分析，且該種方法在中國并未形成相關規范，還未得到廣泛的認可。文獻[10]利用有限元方法建立了鋼橋面板的空間有限元模型，計算了U肋與橫隔板連接焊縫末端和橫隔板缺口母材兩種構造細節在車輪荷載作用下的應力幅值，但其所采用的有限元模型為板單元，而橫隔板缺口部位對網格尺寸設計極為敏感，容易得出不收斂的應力值，以此直接作為名義應力值進行疲勞驗算值得商榷?！?br>