祝志文，林君福，李健朋，桂飘

(1.汕头大学 土木与环境工程系，广东 汕头 515063；2.湖南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410082)

正交异性钢桥面板(OSBD，以下均以此为简称)具有承载能力高、自重轻、施工便捷等优点，在大跨桥梁中得到广泛应用，但由于其构造复杂、焊缝多且焊接残余应力较大等原因，在疲劳敏感细节处易发生疲劳开裂[1−3]。OSBD中焊缝主要分为纵肋−面板焊缝、纵肋−横隔板焊缝及面板−横隔板焊缝等，其中纵肋−横隔板焊缝是正交异性板的重要疲劳敏感细节，此处受力模式最为复杂，焊接质量较其他焊缝更难把握，往往在该构造细节存在较大的残余应力，在轮载反复作用下易发生疲劳开裂[4−5]，日本钢结构委员会曾对7 000个OSBD的疲劳病害进行统计，其中发生在纵肋−横隔板和开孔部位的疲劳开裂占总案例的56.3%[6]。研究OSBD疲劳问题方法主要有断裂力学求解、有限元模拟、足尺模型试验及现场实测试验等[7−9]，其中有限元数值模拟是分析与评估钢桥疲劳性能便捷有效的方法之一。王春生等[10]采用shell63单元建立了4个不同弧形切口型式的OSBD有限元模型，研究了不同弧形切口型式及其几何尺寸对弧形切口周围应力分布的影响，提出了影响弧形切口处应力分布的主要因素是该部位的圆弧半径，但该研究没有对焊缝进行模拟。阮诗鹏[11]针对2种不同弧形切口形状的正交异性板进行有限元分析和现场疲劳试验，采用实体单元建立了考虑焊缝几何尺寸的单元模型。该模型虽然考虑了焊缝的几何构造，但由于模型全部采用实体单元，为了保证计算效率，单元模型尺度非常小，长度仅为1倍横隔板间距，宽度仅为2个纵肋宽度。……