焊接微裂纹缺陷对顶板与纵肋构造疲劳性能影响研究

作者：宋松科; 张翔; 杜桃明; 侯宇博; 权新蕊^*

来源：桥梁建设, 2023, 53(01): 24-32.

DOI：10.20051/j.issn.1003-4722.2023.01.004

• 正交异性钢桥面板
• 顶板与纵肋构造细节
• 焊接微裂纹缺陷
• 裂纹扩展
• 劣化机理
• 主导失效模式
• 疲劳性能
• 试验检测

为研究焊接微裂纹缺陷对正交异性钢桥面板顶板与纵肋构造疲劳性能的影响，首先采用扫描电子显微镜对实际桥梁结构的焊接断面进行缺陷检测，统计分析微裂纹尺寸和分布特性，然后基于既有试验和有限元分析方法，结合断裂力学理论，评估不同微裂纹缺陷对构造细节劣化效应的影响，并分析焊接微裂纹关键特征参数对构造细节疲劳性能的影响。结果表明：顶板与纵肋构造的焊趾及焊根处普遍存在微裂纹缺陷，焊根处微裂纹尺寸(平均值150.7μm、标准差100.8μm)大于焊趾处(平均值29.8μm、标准差17.4μm);顶板与纵肋构造细节主导失效模型主要由微裂纹尺寸决定；构造细节疲劳寿命直接由焊接微裂纹尺寸决定，其疲劳强度为100～200 MPa;疲劳裂纹最终扩展方向与焊接微裂纹初始角度无关，仅受实际受力状态影响。

• 单位
  西南交通大学; 土木工程学院