复杂环境中Q420qD高性能钢角焊缝十字接头疲劳性能试验研究
2021-12-29程海根王文锋钟亮根
沈阳建筑大学学报(自然科学版) 2021年6期
程海根,胡 聪,王文锋,钟亮根
(1.华东交通大学土木建筑学院,江西 南昌 330013;2.昌九城际铁路股份有限公司,江西 南昌 330003)
高性能钢因具有良好的抗疲劳、抗腐蚀性能等优点被广泛使用在跨江、跨海大桥中,如2011年投入使用的南京大胜关长江大桥便是首次采用了Q420qE新钢种建造的。随着钢桥跨度的不断增加,高性能钢在桥梁工程中的应用研究已成为各国桥梁工程界重点研究方向之一。
目前,钢桥多为焊接结构,在车辆荷载的反复作用下疲劳裂纹主要萌生于焊接接头。王丽等[1]研究发现Q500qE高性能钢两类角焊接接头主要断裂在焊趾位置。钢桥长期服役于大气腐蚀环境中,易在钢材表面形成腐蚀坑,产生应力集中,致使整个结构的承载能力和疲劳性能下降。D.Kang等[2]发现相较于空气中,HSB800高性能钢接头在海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速度更快。R.Rahgozar等[3]发现腐蚀坑深度的增加会极大程度降低结构的疲劳性能。火灾产生的高温会导致钢结构桥梁的强度退化及产生塑性变形,给钢桥安全性能带来不利影响。同时,高温可能会降低焊接接头的截面残余应力,提高焊接接头的疲劳性能。W.Wang等[4]发现高温作用对Q460高性能钢焊接残余应力影响较大,升温温度越高,残余应力降低越大。尹成江等[5]则发现高温能明显降低焊接结构的残余应力,提高焊接接头的疲劳寿命,且温度越高焊接接头疲劳寿命提高的幅度越大。
现代钢桥时常服役于复杂恶劣的环境中,单一环境因素(腐蚀或高温等)对高性能桥梁钢疲劳性能的影响研究已不能满足设计需求,此时,复杂环境中高性能桥梁钢疲劳性能研究的重要性越来越显得突出。……
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