考虑焊接残余应力下的索梁锚固结构主焊缝受力性能分析
2021-06-10王家悦盛兴旺
石家庄铁道大学学报(自然科学版) 2021年2期
王家悦, 盛兴旺
(1.长沙市规划设计院有限责任公司,湖南 长沙 410005;2.中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075)
斜拉桥索梁锚固结构的形式多种多样,有耳板式、锚管式、锚拉板式和锚箱式等,不同的索梁锚固结构的受力状态各不相同[1-2]。锚拉板式索梁锚固结构在结构和受力上较为简单,近年来在公路、铁路斜拉桥上得到了更多的运用[3-4]。索梁锚固结构一方面承受着斜拉索巨大的索力;另一方面,由于锚拉板结构的组成构件多,构件之间都以焊缝进行连接,这样势必在焊缝冷却之后产生焊接残余应力,极大缩减了构件的使用寿命,降低安全性能。目前,国内学者已经对索梁锚固结构进行了大量试验研究和理论分析[5-7],其中,张清华等[8-9]分别对苏通长江公路大桥和安庆长江公路大桥的索梁锚固结构进行了研究分析,索梁锚固区局部应力大、传力途径复杂,应力集中现象明显,是斜拉桥设计的关键部位。国外关于索梁锚固结构的专题研究文献比较少,其中远藤武夫对多多罗大桥主跨890 m的索梁锚固结构钢锚箱进行荷载试验,研究了结构的破坏形态和受力状态,并根据试验结果对设计钢锚箱的结构形式进行了优化。国外各专家学者对于焊缝数值模拟的研究主要集中于造船、石油领域[10-13],Cao[14]研究了多道焊缝的焊接过程,模拟了其中的三维热流过程,并借助有限元软件分析了复杂结构中多道焊接过程的焊接残余应力与变形。锚拉板由不同钢板焊接而成,而焊缝的焊接过程是不均匀的热过程,导致在焊缝及其焊接区域内存在较大的焊接残余应力,使得锚拉板在焊缝区域的受力更为不利[15-17]。……
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