钢箱梁横隔板疲劳裂纹特征与实桥试验的轮载应力

• 作者: 周爱国 曹水东 李传习 柯璐 陈卓异
• 来源期刊: 土木工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 正交异性桥面板 横隔板 疲劳裂纹 现场试验 弯曲应力 膜应力
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 桥梁工程
• 页码范围: 59-67
• 页数: 9页
• 分类号: U443.3
• 语种: 中文

摘要

弧形切口处横隔板母材开裂是正交异性桥面板钢箱梁常见的疲劳病害.因研究方法的局限性,对其疲劳机理尚缺乏公认的认识.对此,考察并给出了两个背景工程的横隔板疲劳裂纹特征;针对无裂纹横隔板,进行了现场多种纵横向移动布载工况的轮载试验及相应的FEA计算,给出了结果及其规律.研究表明:①横隔板母材开裂常出现在远离U肋的上起弧点附近;开裂后,裂纹两侧的横隔板常有平面外的错动;②远离U肋的上起弧点附近横隔板的轮载应力始终为压应力,且应力绝对值最大;与U肋交界附近横隔板的轮载应力始终为拉应力,应力值次之;③横隔板平面外弯曲变形引起的应力相对膜应力很小,特别是弧形切口周边的潜在起裂处,两表面应力差几乎为0;④横隔板母材起裂处的压应力方向与裂纹方向几乎垂直;⑤顶板厚16mm、U肋厚10mm的背景工程,紧邻横隔板的U肋轮载应力不超过22MPa,应力幅小,几乎无疲劳开裂风险;⑥弧形切口周边轮载应力的最不利纵向加载位置为纵向距该横隔板约l倍的U肋间距;稍远处轮载应力的最不利纵向加载位置为其正上方.