正交異性鋼橋面U肋與面板雙面焊接疲勞性能研究.pdf

1、 A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering Study on fatigue performance of U rib-to-deck connection with double sides welding in orthotropic steel bridge deck C

2、andidate :Yin Zuwei Major :Architecture and Civil Engineering Supervisor : Associate Prof. Zhu Aizhu Huazhong University of Science and Technology Wuhan, Hubei 430074, P. R. China May,13,2017 華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文

3、 I 摘 要 正交異性鋼橋面板自重輕，承載力大，是目前世界各地大跨度橋梁廣泛采用的橋面板結(jié)構(gòu)。由于正交異性鋼橋面板焊接復(fù)雜且連接位置應(yīng)力集中嚴(yán)重，該結(jié)構(gòu)在使用過程中容易發(fā)生疲勞破壞。為尋求改善 U 肋與面板連接焊縫疲勞性能的方法，本文針對 U 肋與面板采用單、雙面焊連接的試件展開靜力及疲勞性能研究，分析增加一道內(nèi)焊縫對 U 肋與面板連接細(xì)節(jié)疲勞性能的影響。同時(shí)，結(jié)合不同疲勞評估理論， 對比分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)與各國規(guī)范規(guī)定的疲勞強(qiáng)度， 探索試

4、件疲勞性能的評判標(biāo)準(zhǔn)。得到主要結(jié)論如下： 1、通過有限元計(jì)算得出 U 肋與面板連接細(xì)節(jié)處縱、橫向影響范圍皆較小，縱向影響范圍不超過 0.4 m；橫向影響范圍不超過 0.45 m 。荷載加載在橫隔板對應(yīng)頂板上時(shí)，橫隔板處應(yīng)力值較?。缓奢d加載橫隔板外對應(yīng)頂板上時(shí)，橫隔板外 U 肋與面板連接細(xì)節(jié)處應(yīng)力值較大。 2、 疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明， 跨中加載時(shí)， 單肋和雙肋兩類試件在相同應(yīng)力幅作用下，雙面焊試件的疲勞性能優(yōu)于單面焊試件。采用雙面焊且外側(cè)坡口

5、焊縫熔透率為 50%的試件，其疲勞壽命表現(xiàn)出較大的離散性，可能與熔透率實(shí)際焊接時(shí)控制有關(guān)。 3、基于名義應(yīng)力和熱點(diǎn)應(yīng)力兩種方法對該細(xì)節(jié)處疲勞壽命評估相差不大，采用熱點(diǎn)應(yīng)力法時(shí)，不同的外推公式計(jì)算 U 肋與頂板連接焊縫焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力時(shí)，結(jié)果差異也不大。 4、 歐規(guī) C90 是現(xiàn)行各國規(guī)范中對該處疲勞細(xì)節(jié)要求最高的， 但 C90 曲線相對本試驗(yàn)的疲勞水平仍偏保守，不能很好的評估本試驗(yàn)各試件的疲勞性能。鐵科院同類型試驗(yàn)得出的 S-N 疲勞強(qiáng)度