鋼橋面板U肋與橫肋連接細節(jié)疲勞開裂的裝配式快速加固方法研究.pdf

1、正交異性鋼橋面板作為現(xiàn)代鋼橋廣泛采用的承載結構體系具有諸多優(yōu)點，但由于初期設計建造時經(jīng)驗不足，焊接細節(jié)研究考慮不夠，運營服役期內交通流量增加等原因使得正交異性鋼橋面板出現(xiàn)不同程度的疲勞開裂，因此，針對正交異性鋼橋面板的維修加固研究勢在必行。傳統(tǒng)的疲勞開裂加固方法施工工藝復雜，工作條件要求較高，現(xiàn)場實施較為困難且需中斷交通，費用高昂，由中斷交通所導致的不良社會影響以及直接和間接經(jīng)濟損失不可避免。發(fā)展對交通少干擾甚至零干擾的疲勞開裂的快速加

2、固方法，對于提升鋼橋結構的服役質量，降低養(yǎng)護維修成本極為重要，是當前橋梁工程可持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的重要研究課題。本文針對正交異性鋼橋面板U肋與縱肋連接處的疲勞裂紋加固，開展了以下幾個方面的研究工作:
　　(1)回顧總結了正交異性鋼橋面板的疲勞開裂易損部位及開裂成因;調研分析了既有文獻對于正交異性鋼橋面板諸多疲勞易損細節(jié)疲勞開裂維修加固技術的研究，提出本文研究內容。
　　(2)結合正交異性鋼橋面板節(jié)段模型試驗，利用ANSYS

3、有限元軟件建立了有限元計算模型，提取模型計算的U肋與橫肋連接細節(jié)處距離焊趾5mm與8mm處的應力結果并與試驗模型兩點處的實測值進行驗證對比，分析該處疲勞易損細節(jié)。
　　(3)建立正交異性鋼橋面板U肋與縱肋連接細節(jié)處疲勞裂紋，選定一系列初始裂紋長度，基于斷裂力學進行裂紋模擬評估;得到在不同初始裂紋長度下的裂紋尖端應力強度因子，分析等效應力強度因子與裂紋初始長度變化規(guī)律。
　　(4)采用裝配式角鋼快速加固正交異性鋼橋面板U肋與橫

4、肋連接細節(jié)產(chǎn)生的疲勞裂紋，通過比較裝配式加固前后裂紋尖端處的等效應力強度因子來評判加固效果;參數(shù)分析討論了裝配式加固角鋼的角鋼長度、寬度和角鋼厚度對于裝配式快速加固效果的影響:比較發(fā)現(xiàn)加固角鋼的長度和寬度對于加固效果影響不顯著，角鋼厚度對于加固效果影響顯著。
　　(5)針對于裝配式加固角鋼，分析加固角鋼的受力性能對于裝配式快速加固效果的影響;分析裝配式加固后在加固角鋼和母材形成的新的應力集中現(xiàn)象，評價不同加固板厚度對于應力集中的改