正交異性板鋼桁結合梁焊接細節疲勞性能分析

黃鶴， 秦攀

(中交第二公路勘察設計研究院有限公司， 湖北 武漢 430052)

正交異性板鋼桁結合梁結構自重較輕，其自重僅為同體積PC梁的1/5，因此對于跨度較大且對自重要求較高的橋梁，正交異性板鋼桁結合梁是一種極具優勢的構造形式。正交異性板鋼桁梁制造工藝主要由縱肋及各桁架結構與橋面蓋板焊接而成，在橋梁運營過程中，由于其構造細節及節點多，各焊接連接部位的受力情況復雜，因此對于其構造細節疲勞性能的研究十分必要。肖林，劉麗芳[1]等采用XFEM(擴展有限元法)，在斷裂力學的基礎上，對過焊孔構造細節的裂紋擴展過程中的疲勞壽命進行了評估，得出翼緣板與腹板交界處的焊縫較薄弱的結論；葉星漢、曹一山[2]等制作了正交異性鋼板U肋與蓋板的試件，并對焊接節點進行了疲勞試驗，通過實測數據對其疲勞壽命進行了預測與評估，結果顯示U肋與蓋板在循環加載下出現裂紋，裂紋在初期緩慢擴展，當裂紋的路徑通過蓋板后加速擴展；崔麗君、于瑾[3]等利用Ansys建立了梁柱節點的焊接模型，并通過熱彈塑性理論，給出了該構件溫度場下的殘余應力；張清華、羅鵬軍[4]等設計了7組試件對鐓邊縱肋與頂板焊接構造細節進行了疲勞試驗研究，試驗證明這一新型構造細節在抗疲勞方面無明顯改善；廖小偉、王元清[5]等利用自己編寫的S-N曲線的疲勞評估程序，對鋼橋的3種焊接細節進行了試驗，并采用Abaqus驗證了該程序對于鋼橋焊接疲勞評估是可行的；……