开孔及焊接对钢桥面板疲劳性能的劣化效应研究

作者：李朝阳; 付晓鹏

来源：桥梁建设, 2020, S1: 8-13.

• 正交异性钢桥面板
• 局部开孔
• 焊接
• 疲劳抗力
• 疲劳裂纹
• 劣化效应
• 疲劳寿命
• 模型试验

为了解开孔及焊接对正交异性钢桥面板疲劳寿命的影响,设计含局部开孔及焊接构造的正交异性钢桥面板节段模型(M1、M2)进行疲劳试验。试验模型长2 700mm、宽1 400mm、高600mm,局部开孔为顶板螺栓孔,焊缝设置在局部开孔与螺帽连接处,采用单面焊。对试验模型进行荷载幅值均为250kN的疲劳试验,每加载25万次后进行静载测试。根据试验及有限元计算结果,分析该类钢桥面板疲劳抗力、裂纹开展,以及易损部位疲劳寿命。结果表明:正交异性钢桥面板经局部开孔和焊接后,疲劳裂纹萌生于螺帽焊缝焊趾处,为该正交异性钢桥面板的主导疲劳失效模式;正交异性钢桥面板局部开孔和焊接导致疲劳寿命降低,试验模型M1实际疲劳寿命为289万次,疲劳寿命降低约53%,试验模型M2实际疲劳寿命207万次,疲劳寿命降低约37%。