谈谈钢桥的疲劳和断裂

介绍作者多年来在钢桥疲劳和断裂方面的工作成果,以及对我国钢桥疲劳和断裂问题的看法和建议,主要涉及以下方面:在1980年之前,我们是以σmax表达钢构造的疲劳强度(抗力);从回归线可以看到不同因素对疲劳致伤次数N的影响是否显著;美国NCHRP第102号及147号报告的完成条件,其所讲疲劳试验及分析结果;在疲劳开裂点,其因车辆荷载所产生的应力谱,以及疲劳验算基本原理;AASHTO 1994年版荷载与抗力系数法桥梁设计规范和我国TB 10002.2-2005规范;在设计规范之中,可以将疲劳和断裂归并为同一类极限状态,并将脆断当做断裂的一种;为防止疲劳和断裂,必须慎微;请以"先进、实用、简明"为原则,先为时速≤140 km/h的标准轨距铁路拟订一钢桥设计规范.     

钢桥整体节点焊接残余应力三维有限元分析

钢桥整体节点最常见的问题是焊缝处出现疲劳裂纹,焊接残余应力是重要影响因素之一.在大型有限元软件ANSYS的基础上,开发了相应的焊接程序,选用三维实体单元,考虑材料物理性能随温度和相变的影响,采用内部生热的加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死技术模拟多道焊过程,获得了焊接温度场和应力场的动态变化过程,并对计算结果进行了分析.     

东莞东江大桥钢桁梁合龙技术

东莞东江大桥主桥为双层刚性悬索三桁加劲连续钢桁梁公路桥,跨径布置为(112+208+112)m,三桁整体受力。大桥分2次合龙(平弦合龙和加劲弦合龙),为解决合龙位置杆件偏差问题,结合该桥的工程特点,提出利用墩顶临时支承起顶装置、温差法及主墩墩顶临时纵向顶推装置的解决措施。采用结构分析软件,建立全桥有限元计算分析模型,通过对合龙工况的分析,确定了起顶位置及起顶高度,分别实现大桥平弦及加劲弦合龙。实践证明,大桥顺利合龙且各项指标均满足设计要求。     

郑州黄河公铁两用桥连续钢桁梁悬臂拼装关键技术

郑州黄河公铁两用桥主桥长1 680 m,分2联布置,第2联采用5×120 m连续钢桁结合梁桥。针对第2联钢桁梁结构特点,采用在陆地上设置龙门吊机起吊、在龙门吊机上设置电动葫芦辅助起吊、从12号墩往7号墩悬臂拼装的方案。施工过程中通过冲钉选用、空间斜腹杆安装对位、摩擦面保护、钢桁梁平面及竖向线形调整、三主桁高差调整等关键技术使第2联钢桁梁中线偏位、三主桁高差、钢梁竖向线形等均得到较好控制。     

老龄桁架桥的检测评估方法

由于现有规范采用的钢桁架桥的检测与评估方法无法满足结构承载力与剩余寿命评估的需要,结合上海市外白渡桥研究一种适用于老龄钢桁架桥的检测与评估方法。首先依据交通调查资料,采用Monte-Carlo法建立交通荷载模型,得出结构的最大内力与疲劳应力谱;然后切取实桥锈蚀构件进行试验,分析锈蚀对结构承载力的影响规律,根据量化的锈蚀程度检测结果计算构件的剩余承载力;最后采用基于断裂力学理论的损伤容限计算方法分析桥梁的剩余使用寿命。对外白渡桥的分析结果表明:该桥有40根杆件、4个节点板的承载力及8个构件的剩余寿命无法满足继续使用的要求。     

装配式公路钢桥四排桁架之间的受力分配

200型装配式公路钢桥不设双层构造,而设有1~4排桁架的单层构造,当设置4排桁架时,4排桁架之间受力如何分配。以4排桁架作为弹性支承位于跨中处的横梁,解求4支承的反力大小,并通过实例说明4排桁架承载接近平均分配,差异甚微。     

“321”装配式公路钢桥弦杆螺栓受力分析

“321”装配式公路钢桥是一种下承式的销接桁架桥,其弦杆螺栓的受力分析是使用“321”钢桥的工程师要面临的难题之一,关系到钢桥的安全使用问题。利用有限元软件SAP2000对加强型“321”装配式公路钢桥进行结构分析,介绍了分析步骤,得到了弦杆螺栓的剪力分布规律和最大剪力计算公式,为同类结构的受力分析及设计提供理论依据。     

直道试验中应变响应的速度和温度修正研究

针对钢桥桥面沥青铺装层直道足尺试验研究中铺装层应受温度和车速影响产生的波动,提出了应变响应的温度修正系数和速度影响系数。把受温度和车速影响产生较大波动的应变响应,按试验数据的回归公式进行修正以后,统一换算到温度为25℃、车速为22km/h下的应变响应值,使得各试验方案具有可比性。     

基于3DEXPERIENCE平台的钢桥主梁的BIM快速建模方法应用实践

本文基于京雄永定河大桥项目，针对大桥钢主梁模型创建过程中存在的构件数量多，节点构造复杂等问题，以达索的3DEXPERIENCE平台为基础，使用“骨架+模板”的方式，配合3DEXPERIENCE平台中的知识工程模块，提出了快速建立参数化的钢主梁模型的建模方法。该方法大大的减轻了建模工作量，提高了工作效率，可为之后的相关工程进行借鉴和使用。