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文檔簡介
1、英文原文英文原文SteelBridgesfthe21stCenturyJohnM.KulickiPh.D.P.E.ModjeskiMastersInc.AcollabativeefftoftheFederalHighwayAdministration(FHWA)theUnitedStatesNavytheAmericanIronSteelInstitute(AISI)hasresultedinthedevelopmentofnewste
2、elwithgreatpotentialfuseinhighwaybridgeconstruction.Enhancedperfmancesteelalsoknownashighperfmancesteel(HPS)maybedefinedasanysteelwithsomepropertiesimprovedoverexistingASTMA709Grades345W485W690Wsuchas:iginallyatleast485M
3、Payieldalthoughotherstrengthsupto985MPaareunderconsideration.TherehasalsobeensomediscussionregardingthedesirabilityofalowerstrengthHPSe.g.HPS345W.Bridgesteelswithyieldstrengthsof345485690MPahavebeenavailablefdecadessoiti
4、sclearthatstrengthalonedoesnotmakea“highperfmance”steelImprovedtoughnessfpracticalbridgeenvironmentsusuallyexpressedasmeeting“Zone3“requirementsi.e.47Joulesat23CIncreasedweldabilityoftendescribedintermsofreducedpreheatin
5、terpasstemperaturerequirementsNodetrimentalchangestootherimptantpropertiesWeatheringpropertiesatleastequaltotheolderGrade485W.StatedmesimplyHPShasimprovementsinonemeofthefollowingproperties:strengthweldabilityductilitycr
6、osionresistancefatigueresistancefracturetoughnessfabricabilityfmability.TheHPScurrentlyavailablehasayieldstrengthof485MPaisproducedthroughimprovementsinbothchemistrycontrolofthecoolingprocess.TheFHWArecognizedthatresearc
7、hwasnecessarytoconsiderstructuralfmswhichcouldcapitalizeontheimprovementspropertiesanticipatedasthenewHPSwasbeingdevelopedtoidentifydesignspecificationissueswhichwouldhavetobeaddressedtoutilizethenewmaterial.Whilethecurr
8、entmaterialhasayieldpointof485MPaconsiderationwasgiventosteelswithyieldpointsashighas985MPa.Ifstrengthsofthislevelaredevelopedinthefuturenewinnovativestructuralsystemswouldbeneededtoutilizethefullpotentialoftheimprovedpr
9、opertiesofsuchsteels.AreptonanFHWAsponsedresearchprojecttoevaluatepotentialnewstructuralfmstodeterminetheirweightbasedefficiencyhasbeenrepted(Kulickietal1997).VariousaspectsoftheFHWArepthavebeenwellpresentedintheliteratu
10、rereferences(WassefetalJune1994KulickietalApril351995KulickietalJuly15181996KulickietalOctober15171996KulickietalApril1997KulickietalSeptember1997).Thispaperwillpresentasampleofinnovativestructuralsystemsftomrowsgirderty
11、peresistance.Figure2.IGirderwithTrapezoidalCrugatedWebsThecrugatedwebsarerelativelyflexiblewhensubjectedtofcesparalleltothelongitudinalaxisofthegirdertherefedonotcontributetothemomentresistanceofthegirders.Therequiredfla
12、ngesofagirderwithacrugatedwebarelargerthanthoseofaconventionalgirderwiththesamedepth.Howevercrugatedwebsallowdeepergirdersthatarenotsusceptibletowebstabilityproblemsthusresultinthinnerwebssmallerflanges.Theoverallweighto
13、ftheresultinggirdersislessthanconventionalplategirders.Amethodfsplicingcrugatedwebswillneedtobedeveloped.AtleastonebridgewithtrapezoidalcrugationswasconstructedinFrance.Lapspliceswithfilletweldsalongtheedgesofthetwowebpl
14、ateswereprovided.Thefatigueresistanceofsuchasplicewillneedtobeprovenbytesting.BuiltUpGirderswithTubularConcreteFilledFlangesAflatflangeofanIshapedgirdercanbereplacedbyarelativelythincircularrectangularstructuraltube.Vari
15、ousconceptsfthisfmareshowninFigure3.Highstrengthnonshrinkgroutcanthenbeusedtofillthetube.TheweldabilityofHPSwillalloweasierweldingofatsionallystifftubularflangetoarelativelyflexiblewebplatereduceeliminatefatigueconcernsa
16、ttheconnection.Thedepthofthewebofthissystemissmallerthanthatofaconventionalgirderwiththesametotaldepth.Theshallowerwebdepthallowsthinnerstillstablewebplates.Tubularflangescanbeusedinconjunctionwithbothflatcrugatedwebplat
17、es.Inthecaseofthecrugatedwebsaflatnearflatsurfaceofthetubularflangewillberequiredtofacilitatetheweldbetweenthewebthetube.Thiscanbeachievedbyusingarectangularhexagonaloctagonaltubebyflatteningacirculartubeatthesidewhereth
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