李立峰，唐　武，唐金良

(湖南大学 土木工程学院，湖南 长沙　410082)



基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命评估

李立峰†，唐武，唐金良

(湖南大学 土木工程学院，湖南 长沙410082)

为研究斜拉桥锚拉板结构的疲劳性能，以一座叠合梁斜拉桥为例，采用最新钢桥规范的疲劳荷载模型加载并按雨流法处理计算了疲劳荷载谱，结合空间实体有限元模型，识别了锚拉板的典型构造细节并获得疲劳应力谱；在典型构造细节处引入初始表面裂纹，计算了裂纹尖端的应力强度因子，回归分析得到应力强度因子与裂纹尺寸的关系式，代入Paris公式积分得到了各典型构造细节的疲劳寿命，从而建立了基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命分析方法.研究结果表明：基于断裂力学方法得到的锚拉板疲劳寿命超过了100年，满足设计及使用要求；裂纹初期扩展很慢，当尺寸达到10 mm时，已消耗了60%～80%的疲劳寿命，应及时加以补强.

断裂力学；锚拉板；疲劳寿命；应力强度因子；Paris公式

钢斜拉桥结构中，索梁锚固构造是关键受力部位，其种类很多，而锚拉板[1]具有构造简单、安装方便、传力明确等突出优点，近年来得到广泛应用.但由于焊缝多、应力集中，疲劳问题突出，因此合理评估其疲劳寿命具有重要意义[2].

目前，钢结构的疲劳寿命评估主要是基于S-N曲线和Miner线性累积损伤理论[3]，即对特定的构造细节选取相应类别的S-N曲线进行分析.该方法应用广泛，但也存在不足：复杂构造细节无合适的S-N曲线对应；实……