徐伟伟，祝志文,2，牛华伟

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

正交异性钢桥面板具有自重轻、承载能力高、适用范围广等突出优点，但其结构构造复杂，应力集中显著，在车辆轮载的作用下，疲劳开裂问题较为突出[1]。现有研究表明，RD 连接细节是钢桥面板中最容易发生疲劳开裂的构造细节之一[2]。RD 构造细节开裂会显著降低面板刚度，从而引起桥面铺装层脱黏和开裂。因此，对现役钢桥面板疲劳开裂的构造细节进行加固具有重要的工程实际意义。CFRP 是一种轻质高强的材料，具有优异的抗疲劳性能，在钢结构焊接构造细节疲劳加固应用方面具有显著优势[3-6]。WANG 等[5]对CFRP 加固波纹板焊接件进行了疲劳试验，结果表明CFRP加固能大幅提高焊接件的疲劳寿命。CHATAIGNER 等[6]采用CFRP 加固贾拉马桥对接焊缝并进行实桥加载，结果表明CFRP 加固可以使对接焊缝剩余疲劳寿命提高1 倍以上。因此，采用CFRP 加固RD 构造细节是很好的选择，但目前关于此方面研究还相对较少。XFEM是处理固体力学不连续问题的一种有效数值方法。采用XFEM 在模拟裂纹扩展时无需重新划分裂纹尖端网格，计算效率高，近年来在疲劳裂纹断裂分析中得到了广泛的应用[7-9]。在针对正交异性钢桥面板疲劳性能研究方面，王春生等[9]采用XFEM 模拟了正交异性钢桥面板各疲劳构造细节的裂纹并分析了其疲劳扩展特性。因此，本文借助有限元软件ABAQUS[10]建立正交异性钢桥面板单元数值模型，采用XFEM 模拟RD 构造细节的表面裂纹，分析CFRP 加固前后RD 构造细节的应力强度因子幅值以及应力的变化，进而探讨CFRP 加固正交异性钢桥面板RD 构造细节疲劳开裂的可行性。……