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《基于WIM数据和断裂力学方法的钢桥疲劳强度评估.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第34卷第12期公路交通科技Vol．34No．122017年12月JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentDec.2017doi:10．3969/j．issn．1002-0268．2017．12．006基于WIM数据和断裂力学方法的钢桥疲劳强度评估1,21,3赵少杰,任伟新(1.中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;2．湖南省交通规划勘察设计院,湖南长沙410008;3．合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009)摘要:为了准确评估钢桥焊接结构的疲劳强度,基于断裂力学K判据对于高周疲劳的适用性分
2、析,采用Pairs公式并∗结合有限元方法和G积分理论,计算获得了钢桥典型构造细节的应力强度因子表达式。结果表明:钢桥棱角焊缝构造细节和T形接头对接焊缝构造细节的应力强度因子均与结构裂纹尺寸密切相关,其表示式可以由裂纹尺寸、工作应力及结构尺寸等参数联合表达。以构造细节的应力强度因子为基础,计算得到了典型构造细节的等效200万次疲劳强度,并与各国规范及疲劳试验结果进行了对比分析。结果表明:采用断裂力学方法获得的疲劳强度结果与规范值及试验值均吻合良好,对应棱角焊缝构造细节的计算偏差基本在10%以内;对应T形接头对接焊缝细节的计算偏差在20%以内,且T形接头构造细节的疲劳强度远低于棱角焊
3、缝构造细节的疲劳强度,设计和施工中需引起重视。基于坝陵河大桥动态称重系统实测数据,计算获得了钢桁梁节点构造的等效应力幅,并采用上述断裂力学方法评估了该节点构造的疲劳强度和寿命。通过坝陵河大桥节点疲劳模型试验,进一步验证了该方法在钢桥疲劳强度评估上的适用性,研究成果可为钢结构桥梁的强度评估提供借鉴和参考。关键词:桥梁工程;应力强度因子;断裂力学;疲劳强度;构造细节;WIM数据+中图分类号:U441．4文献标识码:A文章编号:1002-0268(2017)12-0037-07EvaluationofFatigueStrengthofSteelBridgeBasedonWIMDataa
4、ndFractureMechanicsMethod1,21,3ZHAOShao-jie,RENWei-xin(1．SchoolofCivilEngineering,CentralSouthUniversity,ChangshaHunan410075,China;2．HunanProvincialCommunicationsPlanning,Survey&DesignInstitute,ChangshaHunan410008,China;3．SchoolofCivilEngineering,HefeiUniversityofTechnology,HefeiAnhui230009,C
5、hina)Abstract:Forexactlyevaluatingthefatiguestrengthofweldedstructureinsteelbridge,basedontheanalysistheapplicabilityoftheKcriterionoffracturemechanicstohighcyclefatigue,theexpressionsofstressintensityfactorfortypicalstructuredetailsofsteelbridgesareobtainedbyusingParisformulacombiningwith∗fi
6、niteelementmethodandGintegraltheory．TheresultshowsthatthestressintensityfactorsofthearrisweldstructuredetailandthebuttweldofT-jointstructuredetailforsteelbridgesarecloselyrelatedtothecracksizeofweldedstructures,andtheexpressionscanbeexpressedbytheparametersofcracksize,workingstressandstructur
7、esize．Basedonthestressintensityfactorofstructuredetails,theequivalent2milliontimesfatiguestrengthofthetypicalstructuredetailsarecalculatedandcomparativelyanalysedwiththespecifiedvaluesofmanycountriesandfatiguetestresults．Theresultshowsthat(1)
