钢桥面板横隔板弧形开孔处疲劳裂纹成因分析及构造措施
2021-06-10翟晓亮
石家庄铁道大学学报(自然科学版) 2021年2期
袁 远, 翟晓亮
(中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西 西安 710065)
正交异性钢桥面板应用于工程可追溯到20世纪30年代,经过工程师的不断改良沿用至今,是大跨径钢箱梁桥梁结构的必备构造之一。在早期实践应用中,工程师看重钢桥面板自重轻和承载能力强的优点,因此设计时只采用顶板挠度作为控制参数[1]。随着车辆荷载反复作用,钢桥面板疲劳性能不足的缺点逐渐暴露,英国的Severn桥在检修过程中发现多处疲劳裂纹,使工程师开始重新审视钢桥面板的构造形式[2-4]。其中一个显著的改变是纵向加劲肋连续通过横隔板,相比打断再焊接到横隔板的构造形式,连续通过的纵向加劲肋在横隔板位置受力明确,同时疲劳性能也更优[5]。
目前大多数的实际工程中,闭口加劲肋与横隔板相交位置的下方会设置弧形开孔,方便闭口加劲肋连续通过,一方面降低了焊接的工作量,另一方面是为了释放横隔板对加劲肋的转动约束。早期采用Vierendeel桁架梁模型分析钢桥面板横梁的受力状态,该杆系模型仅能计算每个关注位置的节点力,对于弧形开孔边缘的应力状态无法得知。随着有限元法的发展和计算机硬件提升,研究人员对该位置的构造形式进行了大量的研究,并且对弧形开孔形状提出了相应的建议[6-10]。然而大多数的疲劳试验和有限元分析研究成果仅针对横隔板面内加载进行应力状态分析,闭口加劲肋对横隔板面外转动作用的影响需要进一步分析。……
登录APP查看全文
