钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳开裂主动加固方法研究

• 作者: 张清华 朱金柱 陈璐 周尚猛
• 来源期刊: 桥梁建设
• 关键词: 钢桥面板 纵肋对接焊缝 疲劳裂纹 主动加固 铁基形状记忆合金 预应力水平 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 科学研究|Scientific Research
• 页码范围: 18-25
• 页数: 8页
• 分类号: U441.4|U445.583
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-4722.2021.02.003

摘要

为实现钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳开裂的主动加固,提出基于铁基形状记忆合金(Fe-SMA)的主动加固方法,即通过栓接Fe-SMA并采用热电阻激励使其自动产生预应力实现主动加固.为验证其有效性,采用ANSYS软件建立港珠澳大桥的单纵肋节段试验模型的实体有限元模型,利用线弹性断裂力学对纵肋对接焊缝处疲劳裂纹前缘的应力强度因子进行了分析,研究了基于Fe-SMA的主动加固方法的加固效果及预应力水平对主动加固效果的影响.结果表明:纵肋对接焊缝的疲劳裂纹扩展以Ⅰ型开裂为主导,疲劳裂纹出现后,扩展速率加快,严重影响结构安全性;基于Fe-SMA的主动加固方法对未穿透型疲劳裂纹有良好的加固效果,当裂纹深度较大时,应适当提高加固件的预应力水平以增强加固效果;为保证纵肋对接焊缝细节处各种尺寸的未穿透型疲劳裂纹均达到理想止裂状态,预应力水平至少为300 MPa.