高原环境新型组合桥塔温度场与温度应力特性分析

针对高原环境下混凝土(RC)桥塔表面开裂问题,提出波形钢板-混凝土(WS-RC)和预制UHPC板-混凝土(UHPC-RC)2种新型组合桥塔结构体系,以高原地区某桥塔结构设计方案为背景,采用ABAQUS有限元软件,分别建立3种桥塔方案的节段有限元模型,对比分析桥塔节段的温度场与温度应力特性,以及UHPC层厚度对UHPC-RC组合桥塔抗裂性的影响。结果表明:传统RC桥塔方案和WS-RC组合桥塔方案混凝土表面最大主应力均显著高于UHPC-RC组合桥塔方案;UHPC-RC组合桥塔方案混凝土应力集中程度及表面应力幅均显著降低;随内、外侧UHPC层厚增大,UHPC-RC组合桥塔内侧UHPC层内表面最大主应力值变化不显著,混凝土层及外侧UHPC层外表面最大主应力值均随之减小。     

纵肋与顶板新型双面焊构造细节疲劳性能研究

正交异性钢桥面板疲劳开裂问题突出,其中纵肋与顶板传统单面焊构造细节疲劳开裂危害严重,为提升其疲劳性能,通过引入最新自动化焊接技术发展了纵肋与顶板新型双面焊构造细节。为明确其疲劳性能的关键问题,基于等效结构应力法进行了研究：首先对纵肋与顶板新型双面焊构造细节各疲劳失效模式的等效结构应力影响面进行深入分析,确定了构造细节的主导疲劳失效模式;在此基础上,研究了熔透率和焊缝几何尺寸对其疲劳性能的影响。研究结果表明：在纵向移动轮载作用下,纵肋与顶板新型双面焊构造细节的主导疲劳失效模式为顶板外侧焊趾起裂并沿顶板厚度方向扩展;对于该主导疲劳失效模式和焊趾起裂各疲劳失效模式,熔透率的影响不显著;对焊根起裂各疲劳失效模式而言,熔透率是关键影响因素,随着熔透率的增加焊根起裂各疲劳失效模式的等效结构应力幅值呈降低趋势,当熔透率达到75%时,其等效结构应力幅值均处于较低水平,此时纵肋与顶板新型双面焊构造细节的疲劳性能主要由焊趾起裂的各疲劳失效模式所控制;焊脚尺寸是纵肋与顶板新型双面焊构造细节疲劳抗力的另一关键影响因素,适当增大焊脚尺寸可有效降低焊趾起裂疲劳失效模式的等效结构应力幅值,进而提升焊趾起裂疲劳失效模式的疲劳性能。