橋面鋪裝改造對正交異性鋼橋面板受力性能影響??

橋面鋪裝對鋼橋面板疲勞應(yīng)力幅的影響——鋼橋面板厚度小，鋪裝層的相對剛度較大，鋼橋面板疲勞設(shè)計時，應(yīng)該考慮鋪裝層與鋼橋面板的共同作用。假設(shè)橋面鋪裝與頂板沒有相對滑移，采用有限元方法探討了橋面鋪裝彈性模量和厚度對正交異性鋼橋面板疲勞應(yīng)力幅的影響。

采用通用有限元分析軟件abaqus建立某鋼橋箱梁的計算模型,分析了幾種不同的橫隔板挖孔形式對正交異性鋼橋面板構(gòu)造細(xì)節(jié)處應(yīng)力分布的影響,并根據(jù)分析結(jié)果推薦相對較優(yōu)的鋼橋面板布置形式。

正交異性鋼橋面板鋪裝層受力分析

鋼結(jié)構(gòu)!.//0年第0期第.2卷總第4.2期! 正交異性鋼橋面板的疲勞研究綜述 王春生4!馮亞成 . !4-長安大學(xué)橋梁與隧道陜西省重點實驗室"西安!;4//r2#.-中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司"西安!;4//25$ 摘!要!正交異性鋼橋面板是國內(nèi)外大中跨徑橋梁普遍采用的橋面結(jié)構(gòu)形式!由于直接承受車輪荷載的反復(fù)作用! 疲勞問題非常突出"詳細(xì)闡述正交異性鋼橋面板細(xì)節(jié)構(gòu)造的疲勞研究概況和相關(guān)結(jié)論!簡述鋼橋面板的疲勞評估 方法!并對正交異性鋼橋面板的疲勞研究進(jìn)行展望和建議" 關(guān)鍵詞!正交異性鋼橋面板#疲勞細(xì)節(jié)#疲勞評估 /$’-$0)33#"-.,$/$!$#/453)/)/"5)"/)*-4!"$$(2/-&

文章以某大跨度斜拉橋為工程背景,對鋼箱梁橋面板u肋內(nèi)是否加隔板進(jìn)行分析,通過有限元計算方法,對3種工況下橋面板、u肋的受力情況進(jìn)行對比,結(jié)果表明,對于公路橋梁、小開口斷面,建議不加u肋內(nèi)隔板。

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在計算正交異性鋼橋面板時,根據(jù)正交異性板的理論,p-e法推導(dǎo)出較為簡便的計算方法。得出閉口縱肋的橋面板,其彎矩的計算可用正交異性板理論所求得的解:開口縱肋的橋面板,其彎矩的計算可采用連續(xù)梁的公式的結(jié)論

正交異性鋼橋面板疲勞裂紋成因及對策 【摘要】正交異性鋼橋面板由于具有自重輕、極限承載力大、 使用壽命長等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于橋梁中。但由于其結(jié)構(gòu)受力復(fù) 雜且受焊接殘余應(yīng)力影響較大，在受集中荷載作用和焊接部位易發(fā) 生疲勞裂紋。本文介紹了正交異性鋼橋面板裂紋產(chǎn)生的原因以及在 制造過程中針對疲勞裂紋采取的工藝措施。 【關(guān)鍵詞】鋼橋；橋面板；正交異性；疲勞裂紋 1概述 正交異性鋼橋面板具有自重輕、極限承載力大、使用壽命長等 特點，目前廣泛應(yīng)用于跨徑橋梁中。高速鐵路鋼橋正交異性鋼橋面 板橋面系由帶有縱向加勁肋的橋面板單元、縱梁、橫梁三個部分組 成，如圖1所示。橋面板單元與縱梁蓋(腹)板、相鄰橋面板連接在 拼裝場完成，橫梁腹板、底板及橋面板與主桁連接在橋位完成。通 常，面板與主桁間采用焊接，橫梁腹板、底板與主桁以及縱向勁肋 間接采用高強(qiáng)度螺栓連接。由于正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)直接承受橋 面活載作用

正交異性鋼橋面板的穩(wěn)定分析

正交異性鋼橋面鋪裝層受力分析——研究和分析正交異性鋼橋面鋪裝層的受力狀態(tài)，可以為橋面鋪裝設(shè)計提供必須的理論依據(jù)和設(shè)計指標(biāo)；研究在車載作用下，瀝青混凝土鋪裝層的應(yīng)力應(yīng)變分布變化規(guī)律及與鋼板的粘結(jié)性能，同時考慮了瀝青混凝土模量和加載位置對鋪裝層受...

為了研究鋼纖維混凝土作為剛性鋪裝對正交異性鋼橋面板受力性能的改善,設(shè)計制作了1個正交異性鋼橋面板試件及1個帶剛性鋪裝的鋼橋面板試件。通過靜力試驗,考察了橋面板在車輪荷載作用下結(jié)構(gòu)的受力性能,測試了橋面板不同部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)變和變形。試驗結(jié)果表明：采用鋼纖維混凝土作為剛性鋪裝,能顯著改善在車輪荷載作用下鋼橋面板焊縫附近的疲勞性能,可以大大減小橋面板發(fā)生疲勞破壞的可能性;采用適當(dāng)連接件的剛性鋪裝可以提高橋面板的剛度。

為了研究鋼纖維混凝土作為剛性鋪裝對正交異性鋼橋面板受力性能的改善,設(shè)計制作了1個正交異性鋼橋面板試件及1個帶剛性鋪裝的鋼橋面板試件。通過靜力試驗,考察了橋面板在車輪荷載作用下結(jié)構(gòu)的受力性能,測試了橋面板不同部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)變和變形。試驗結(jié)果表明:采用鋼纖維混凝土作為剛性鋪裝,能顯著改善在車輪荷載作用下鋼橋面板焊縫附近的疲勞性能,可以大大減小橋面板發(fā)生疲勞破壞的可能性;采用適當(dāng)連接件的剛性鋪裝可以提高橋面板的剛度。

為了研究鋼纖維混凝土作為剛性鋪裝對正交異性鋼橋面板受力性能的改善,設(shè)計制作了1個正交異性鋼橋面板試件及1個帶剛性鋪裝的鋼橋面板試件.通過靜力試驗,考察了橋面板在車輪荷載作用下結(jié)構(gòu)的受力性能,測試了橋面板不同部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)變和變形.試驗結(jié)果表明:采用鋼纖維混凝土作為剛性鋪裝,能顯著改善在車輪荷載作用下鋼橋面板焊縫附近的疲勞性能,可以大大減小橋面板發(fā)生疲勞破壞的可能性;采用適當(dāng)連接件的剛性鋪裝可以提高橋面板的剛度.

正交異性鋼橋面板廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代鋼橋中,但在車輛荷載作用下,由于較高的應(yīng)力集中易引起關(guān)鍵焊接部位的疲勞裂紋,采用夾心鋼板系統(tǒng)(sps)對正交異性鋼橋面板進(jìn)行加固。通過ansys軟件建立了正交異性鋼橋面板及其sps加固層的三維有限元模型,在不同的荷載工況下,分析了按我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的車輛荷載的兩個后軸共同作用下橋面板的應(yīng)力分布特征,并與加固前的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:騎u肋加載在橋面板時u肋焊接處產(chǎn)生的橫橋向應(yīng)力最大;采用sps對正交異性鋼橋面板進(jìn)行加固的效果良好,與加固前相比,可較大幅度地降低鋼橋面板的應(yīng)力,更有助于抵抗鋼橋面板疲勞裂紋的產(chǎn)生。

勝利黃河大橋是一座新型鋼箱梁斜拉橋,因?qū)嶋H需要對其鋼橋面進(jìn)行全面維修:拆除原橋面,重新鋪筑。介紹澆注式瀝青混凝土應(yīng)用于鋼橋面鋪裝中的關(guān)鍵技術(shù):澆注式瀝青混凝土的配制及生產(chǎn)過程控制,混合料的檢測、運輸及現(xiàn)場鋪裝技術(shù)。

基于西堠門大橋正交異性鋼橋面板靜載和徐行試驗,研究在汽車輪載作用下正交異性鋼橋面板關(guān)鍵構(gòu)造的應(yīng)力大小、歷程和分布規(guī)律。試驗結(jié)果表明,在3軸30t試驗車作用下,縱肋底板跨中測點的縱向應(yīng)力最大,達(dá)51.7mpa,橫隔板開口上緣測點的最大主應(yīng)力次之,為30.8mpa,面板上測點的最大橫向應(yīng)力較小,為16.7mpa。面板橫向應(yīng)力、縱肋腹板豎向應(yīng)力的縱向影響線長度約為2倍橫隔板間距,橫隔板開口上緣主應(yīng)力的縱向影響線長度約為1.5倍橫隔板間距,縱肋底板縱向應(yīng)力的縱向影響線長度約為3倍橫隔板間距。運用泄水法對徐行試驗測得的應(yīng)力歷程進(jìn)行分析,得到鋼橋面板關(guān)鍵構(gòu)造的應(yīng)力振動幅值大于5mpa的次數(shù)分別為:縱肋底板跨中縱向應(yīng)力3次,最大應(yīng)力振動幅值為60.1mpa;面板橫向應(yīng)力3次,最大應(yīng)力振動幅值為26.8mpa;縱肋腹板豎向應(yīng)力4次,最大應(yīng)力振動幅值為16.1mpa;橫隔板開口上緣主應(yīng)力2次。運用an-sys軟件提供的shell181單元建立鋼箱梁節(jié)段模型進(jìn)行靜力分析,計算結(jié)果與實測結(jié)果基本一致,表明shell181單元能夠模擬鋼橋面板的受力特征。

縱肋和橫隔板交叉部位疲勞裂紋是正交異性鋼橋面板的主要病害之一。文章針對我國當(dāng)前4種典型橫隔板弧形開孔型式,建立精細(xì)化有限元分析模型。數(shù)值分析結(jié)果表明,eourcode3規(guī)定的公路孔型和鐵路孔型的應(yīng)力分布較為合理。

正交異性鋼橋面板的頂板疲勞裂紋,特別是萌生于焊根的頂板裂紋,對橋面系的安全使用危害很大。鋼橋面板有限元節(jié)段模型計算分析表明,頂板橫向應(yīng)力分布在橫隔板截面和跨中部分差別較大,前者類似固端梁,后者類似彈性支承多跨連續(xù)梁;頂板-縱肋連接處的應(yīng)力縱向和橫向影響線很短,疲勞驗算可不考慮同一車輛軸重間的相互影響及多車效應(yīng);橫隔板截面處萌生于焊根的頂板裂紋更易發(fā)生。參數(shù)分析結(jié)果還表明,增加頂板厚度可大大降低頂板的應(yīng)力幅,鋪裝層的完整性對鋼橋面板十分重要。此外,通過對現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)的分析,采用焊趾或焊根處頂板底面的橫向熱點應(yīng)力作為參考應(yīng)力,頂板裂紋的疲勞等級可達(dá)到eurocode的125級。

正交異性鋼橋面板由于具有結(jié)構(gòu)合理、可減輕恒載、改善橋面行車性能的優(yōu)點,在客運專線鋼橋橋面上開始得到應(yīng)用。通過對其防腐、防水技術(shù)的系統(tǒng)研究,提出了由sbd環(huán)氧富鋅防銹漆、zqfs2000聚脲彈性體和混凝土防護(hù)層組成的防水防護(hù)體系。

針對鐵路正交異性鋼橋面板中典型疲勞裂紋形式,建立計算模型。采用有限元數(shù)值方法模擬鋼橋面板應(yīng)力分布,確定各典型疲勞裂紋最不利位置;利用有限元子模型技術(shù)模擬各疲勞裂紋位置焊接細(xì)節(jié),分析焊縫引起應(yīng)力集中程度及對疲勞裂紋產(chǎn)生所造成影響;依據(jù)斷裂力學(xué)揭示疲勞裂紋擴(kuò)展速率與裂紋周圍應(yīng)力場關(guān)系,對幾種典型疲勞裂紋進(jìn)行疲勞壽命估算。結(jié)果表明:在橋面板與縱肋連接處,橋面板疲勞裂紋壽命較短,而縱肋疲勞裂紋壽命較長,這與國內(nèi)外現(xiàn)場實測及試驗結(jié)果相吻合;在橫梁與縱肋連接處,其主應(yīng)力較大且應(yīng)力集中效應(yīng)明顯,極易產(chǎn)生疲勞裂紋。

評述了正交異性鋼橋的橋面板焊縫疲勞壽命的評估方法,重點是基于有限元分析和斷裂力學(xué)的損傷容限法.根據(jù)正交異性鋼橋的縱肋與橋面板焊縫處循環(huán)應(yīng)力的特點,指出了循環(huán)應(yīng)力比在正交異性橋焊縫的疲勞壽命預(yù)測中有重要意義.并首次指出,現(xiàn)在研究者所采用的paris公式完全不能合理地計算正交異性橋面板焊縫的疲勞裂紋擴(kuò)展,而必須使用一個以混合型裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子幅為控制參數(shù)和能考慮以壓應(yīng)力為主的循環(huán)應(yīng)力的疲勞裂紋擴(kuò)展模型.

根據(jù)國內(nèi)外鋼箱梁的設(shè)計經(jīng)驗,選取3種不同的橫隔板設(shè)置形式,通過有限元方法建立鋼箱梁的空間有限元模型,計算橫隔板與u肋相交的橋面板、u形加勁肋的對接處、橫隔板過焊孔處等4種構(gòu)造細(xì)節(jié)在車輪荷載作用下的應(yīng)力幅,得出橫隔板設(shè)置形式對橋面板疲勞應(yīng)力幅的影響。