货运繁重公路正交异性板钢桥弧形切口的疲劳性能.pdf

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1、第30卷第3期2017年3月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30No．3Mar．2017文童编号：1001—7372(2017)03一0104一09货运繁重公路正交异性板钢桥弧形切口的疲劳性能祝志文1，黄(1．湖南大学土木工程学院，湖南长沙炎1，向泽1，麦鹏410082；2．佛山市路桥建设有限公司，广东佛山528000)摘要：为研究货运繁重公路上某正交异性钢桥面弧形切口开裂现象，基于动态称重系统(WIM)得到了疲劳车模型，并建立了钢箱梁节段模型和桥面板子模型，开展了该钢桥弧形切口应力响应分析和疲劳寿命评估。研究表明：横隔板弧形切口的应力局部效应非常明显，其横

2、桥向应力影响线长度在2个纵肋范围左右，纵桥向应力影响线长度在2个横隔板范围左右；弧形切口仅能分辨轴组，而不能分辨轴组内单轴，因而1辆疲劳车加载可以在弧形切口产生2个大应力幅，分别对应中间双联轴和后面的三联轴；弧形切口在最小净截面处存在显著应力集中，周围存在明显的应力梯度，越靠近弧形切口边缘，应力梯度越明显，其最大主应力方向与实桥开裂形态相符；面内应力显著主导弧形切口应力响应，横隔板存在一定的面外变形，适当增加横隔板的厚度，可有效降低弧形切口应力水平；考虑轮载横桥向分布，纵肋R18和R19之间的弧形切口疲劳寿命为6～13年，这与实桥弧形切口疲劳开裂时间和位置均比较吻合；货车通行比例高、通

3、行量大和超载严重是导致该桥过早出现疲劳开裂的主要原因；提出的实测疲劳车模型能为货运繁重公路上的钢桥，特别是正交异性钢桥面板疲劳设计和评价提供重要的参考。关键词：桥梁工程；正交异性板钢桥；有限元分析；弧形切口；疲劳车模型中图分类号：U448．36文献标志码：AFatiguePerformanceofFloorbeamCutoutDetailoforthotropicSteelBridgeonHeaVyFreightTransportationHighwayZHUZhi—wenl，HUANGYanl，XIANGZel，MAIPen92(1．SchoolofCiVilEngineering，

4、HunanUniVersity，Changsha410082，Hunan，China；2．FoshanHighwayandBridgeConstructionCompanyLimited，Foshan528000，Guangdong，China)Abstract：Inordertoinvestigatethefloorbeamcutoutcracksoforthotropicsteelbridgeonheavyfreighttransportationhighway，thefatiguetruckmodelbasedonWeightinMotion(WIM)system，aswella

5、sthegirdersectionalmodelofsteelboxandsub—modelofbridgedeckwerecarriedouttoinvestigatethestressresponseandfatiguelifeoffloorbeamcutoutdetail．Theresultsshowthatthestress10caleffectoffloorbeamcutoutdetailisevidcnt，thatis，itsstressinfluencelineinbridgetransversedirectionisinabout2一ribrange，andthatal

6、onglongitudinaldirectionisabout2～floorbeamrange．Theaxlesgroupratherthanindividualaxlecanbeidentifiedbyfloorbeamcutout，thusthefatiguetruckmodelloadingcanproduce21argestresscyclesatfloorbeamcutout，correspondingtothemid2一axlesgroupandtherear3一axlesgrouprespectively．ThecutoutdetailDresentsobviousstr

7、essconcentrationatthefloorbeamcriticalsection，and收稿日期：2016—10一13基金项目：国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)项目(2015CB057701)；国家自然科学基金项目(51278191)湖南省交通科技项目(201522)作者简介：祝志文(1968一)，男，湖南益阳人，教授，博士研究生导师，工学博士，Email：zwzhu@hnu．edu．cn。第3期祝志文，等：货运繁重公路正交