城轨钢箱梁U肋正交异性钢桥面板疲劳应力的正交化计算方法
2021-01-16叶华文段智超王天琦刘安双
建筑科学与工程学报 2020年6期
叶华文,段智超,王天琦,刘安双,漆 勇
(1. 西南交通大学 土木工程学院,四川 成都 610031; 2. 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司,重庆 401121)
0 引 言
正交异性钢桥面是由纵、横加劲肋与桥面板组成的共同承受车轮荷载的结构,其以自重轻、承载能力强和整体性好等优点在国内外大跨度公路和轨道交通桥梁中得到广泛应用。正交异性钢桥面板由于构造复杂、焊缝多、焊接残余应力等原因,在车轮荷载反复作用下容易出现疲劳破坏,成为影响桥梁结构正常使用和行车安全的重要因素。一般根据典型的正交异性钢桥面疲劳开裂区域将其分为以下关键疲劳细节:①纵肋与桥面板连接构造;②纵肋对接构造;③纵肋和横隔板连接构造;④横隔板开孔部位。目前国内外对正交异性桥面板的疲劳寿命评估研究主要有2种方法:①基于关键细节疲劳应力分析的名义应力法或热点应力法[1-3];②疲劳试验验证[4-9]。相关设计规范[10-11]也针对公路和铁路桥梁正交异性钢桥面提供了相应的疲劳强度等级。
由于正交异性钢桥面结构在桥面车辆作用下呈现显著的局部变形特征,因此活载形式(公路和铁路)对其有明显影响。城市轨道交通桥梁在桥面构造、列车轴重及频率上与铁路及公路差异很大,《城市轨道交通桥梁设计规范》[12]的相关规定针对性不够,仍需根据不同桥梁设计。采用传统的有限元方法建立复杂的空间有限元模型进行疲劳应力分析过程繁琐,需要有相关经验的研究人员实施。……
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