正交异形钢桥面板疲劳验算

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第卷第期土木工程学报年月月冗旧正交异性钢桥面板疲劳验算童乐为沈祖炎同济大学摘要国内外,可是目前各国公已得到广泛应用的正交异性钢桥面板在车辆荷载的作用下容易疲劳开裂路桥规。、、、还没有其疲劳验算的细则本文对钢桥疲劳验算所涉及的诸如荷载结构分析低应力幅处理焊接节点的疲劳强度、,并。验算方法等问题进行了探讨通过一个实例来加以说明关键词钢桥面板结构分析焊接节点疲劳强度疲劳验算构分析及应力计算、应力循环计数、低应力幅的损伤前言作用及其处理、连接细节的疲劳

2、强度、验算方法等基,。本问题因此以下的讨论将包括这些内容、由纵肋横梁和盖板三者之间焊接组成的正交异,采用的荷载和加载方式、、,性钢桥面板因轻质高强施工快的优点已在国内钢桥疲劳是由于日常各种荷重的车辆反复作用而。,外大中跨度的现代公路钢桥中得到广泛的应用然引起的累积损伤过程因此疲劳验算所用的荷载应尽,,,,而由于直接承受车辆的局部作用应力影响线短可能的与实际相符这需通过现场交通调查得到各种,,一辆车驶过会引起数次应力循环加上焊接节点的应典型车辆的荷重和它们出现的相对频率即典型车辆,,,力集中和难免的焊接缺陷

3、钢桥面板易于疲劳开裂荷载频值谱并在调查的基础上结合预测分析得到年、、、、、英德荷法比日等国家钢桥面板应用较早的。或日平均交通量的估算尽管调查得到的荷载谱不可,一些国家已在实桥中发现了疲劳裂纹川因此钢桥面,能包括所有的车型只是主要反映出现率较高的典型,,、、板的设计应重视疲劳问题否则将影响它未来可靠耐车型但按轴数轴距荷重之分一般仍多达十几。久的使用种,疲劳验算时计算,工作量很大故可作进一步的简,,钢桥面板受力复杂节点类型及构造细节多式多化处理方法有用一辆标准疲劳车来表示荷载,样它们的疲劳性能目前正在一些发达

4、国家中展开研,谱即对原荷载谱中各种车辆对钢桥造成的疲劳损伤,。,究并取得了一定劲成果可是至今为止各国桥规,以损伤最严,进行分析重的车辆为蓝本提炼出一辆,都还没有关于钢桥面板疲劳设计的细则在桥梁疲劳。标准疲劳车原谱中各种车辆的荷重用其与疲劳车荷分析方面较为先进的英国桥规粼指出钢桥面板,重之比来表示这样验算时通过疲劳车的一次加载就疲劳验算时应力分析和连接细节的疲劳强度分类需作能成比例地推算到原谱中各种车辆一次加载所产生的。专门的研究图近年来笔者对公路桥梁的钢桥面板疲,。应力状况英国采用了此简化方法用,劳问题进

5、行了较系统的试验和理论研究包括结构分,几种模型车辆的荷载谱来表示原荷载谱即将原谱中、、、析方法应力状况连接细节的疲劳强度车辆荷载各种车辆按相同的轴数合并归类,根据等效的疲劳损。,谱等本文在这些研究成果的基础上结合引用国外伤原理分别将各类别中的几种车辆等效成一种模型车,有关研究资料和疲劳设计规范对钢桥面板疲劳验算。辆笔者在文献【中采用此方法将交通调查得到所涉及,,的问题进行探讨提出一些建议并给出一个的由种典型车辆组成的荷载谱等效转换成了由。验算实例。种模型车辆组成的荷载谱疲劳验算的加载方式在中是将荷载谱中钢

6、桥面板疲劳验算的基本原理每种车辆分别,沿某一车道单独行驶一次各车道独立。加载这意味着一座桥梁在任何时刻假定只有一辆车钢桥面板的疲劳验算与钢桥非桥面部位的疲劳验,在某一车道上行驶不考虑一辆以上的车辆在某一车,、、算原理一样将涉及诸如采用的荷载加载方式结。道上或不同车道上同时行驶根据谱中各种车辆的相对频率和某一车道上预期的交通量来确定该车道上各。收稿,种车辆的加载次数然而实际上在任何时刻都可能有日期卯仍仍收到修改稿日期望珍戒珍转载中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第卷第期童乐为等·

7、正交异性钢桥面板疲劳验算,,一辆以上的车辆同时行驶在桥面上使某一验算部位辆荷载的局部作用且局部作用的影响范围相当有,,的应力幅比只有一辆车时为大这种多车效应可分为限因此疲劳验算时图的分析模型还可进一种情况多辆车在同,,一车道上同时行驶步简化缩小成图和所示的模型即针多辆车在不同车道上同时行驶多辆车在不同车对要验算的部位从整个桥面中取出一个局部的平面区。,道上交替行驶这些多车效应需根据钢桥的结构形段作为独立的计算体例如当验算部位处在悬臂范围、、,式应力影响线的特点单位时间内桥上车辆数和车时可取出横向宽度为悬臂

8、长度的钢桥面板当验算,,,距等的概率分布对验算部位的疲劳损伤进行分析部位处在主梁腹板之间时可取出横向宽度为主梁腹。若有影响则采用一些修正系数来加以考虑多车效应板之间距离的钢桥面板这些计算区段的纵向长度可,的提出实际上是针对钢桥因为车辆一主梁部位而言的以验算部位为中央取其两侧各个横梁开间在。、荷载整体作用产生的应力影响线长度较长对钢桥面悬臂根部主梁腹板之间两侧纵边处被切断的盖板和,,板而言笔者在文献【」对一跨长箱梁桥的钢横梁可加