公路钢结构桥梁的疲劳设计研究

在总结疲劳设计方法的基础上,将当前主要的钢结构桥梁设计规范的疲劳设计部分进行了对比,可作为钢结构桥梁疲劳设计、研究的参考,也为我国交通行业钢结构桥梁规范的制订提供借鉴。     

疲劳荷载模型Ⅲ下的公路钢结构桥梁疲劳性能分析

结合《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)疲劳荷载模型Ⅲ,以某城市高架分离式双箱钢箱梁正交异性桥面板为研究对象,建立其正交异性桥面板的精细化分析模型。通过有限元方法得到U肋疲劳敏感细节在疲劳荷载模型Ⅲ下的应力分布,验算了其疲劳强度。分析结果表明:正交异性钢桥面板疲劳强度满足抗疲劳设计要求。在疲劳荷载模型Ⅲ作用下,悬臂板处U肋疲劳细节的等效应力幅较箱内和横梁处大,悬臂板处U肋构造细节相对其余位置更容易发生疲劳损伤,为钢箱梁抗疲劳设计验算的控制部位。同时,钢箱梁大悬臂下翼缘疲劳应力幅值较大,设计时需引起重视。     

国际现行钢结构公、铁路桥梁疲劳设计规范综述

桥梁达到设计寿命的关键之一是有足够的疲劳强度.对比美国、英国、欧盟和日本规范中钢结构桥梁疲劳设计核心得出:疲劳安全判定准则相同;基本分析计算的标准疲劳动载车型数量上有不同,但无实质区别;均采用米诺累积损伤准则进行多峰值载荷循环条件下的疲劳设计;均进行疲劳强度等级划分,并给出相对应的S～N曲线修正;载荷阻力因子设计通过采用精细的安全系数使疲劳破坏概率在可接受的范围.对疲劳设计准则:英国对公路桥采用三级循序渐进、疲劳应力和使用年限控制相结合法;美国采用分别对应常规、极限工况强度的准则Ⅰ、Ⅱ;欧盟采用绝对安全设计和损伤容限设计法;与美欧不同之处是日本采用带有2个疲劳稳定极限的S～N曲线.提出需对拉伸平均应力效应、疲劳稳定极限、定量的低周疲劳计算等方面进一步研究.     

驾驶疲劳监测技术研究综述

疲劳驾驶是导致恶性交通事故的重要原因,多年来,一直受到人们的广泛关注.国内外学者围绕驾驶员疲劳监测问题开展了大量研究工作,提出了基于心电、脑电、脉搏、面部状态、操作参数监测等诸多方法,用于判定驾驶员的疲劳状态.本文对国内外的研究现状进行了综述,为致力于疲劳驾驶研究工作的技术人员提供参考.     

钢筋混凝土梁疲劳性能国内外研究综述

混凝土结构的疲劳问题已引起了许多土木工程师的关注,结构中最常见的钢筋混凝土梁,已有大量学者对其疲劳性能进行了研究。在研究国内外有关文献的基础上,总结了钢筋混凝土梁疲劳研究的进展情况,分析了影响钢筋混凝土梁疲劳破坏的影响因素,论述了钢筋混凝土梁发生疲劳破坏的判据和破坏形态,并在理论和试验对比分析基础上,提出钢筋混凝土梁疲劳设计的有关建议。     

超大跨径斜拉桥钢结构疲劳监测与评估

该文以某斜拉桥为研究背景,基于钢箱梁疲劳监测结果,研究了超大跨径斜拉桥钢箱梁疲劳性能。结果表明:在车载的累积作用下,钢箱梁顶板和U肋腹板易出现疲劳裂纹;索梁锚固区钢锚箱各板件的应力幅均较小,但在长期交通荷载作用下,箱梁外腹板亦有可能出现疲劳裂纹。而底板、底板U肋、索塔钢锚箱的应力幅值较小,不会出现疲劳损伤。     

合肥新桥国际机场高速公路钢结构桥梁介绍

本文依托合肥新桥国际机场高速公路项目实施的4座钢结构上跨桥,对钢结构的设计和施工技术作几点探讨,在钢结构的计算理论、疲劳问题、稳定问题和制造技术方面提出自己的一些想法,供同行参考。     

大跨径斜拉桥钢结构疲劳监测与评估

以某大跨径斜拉桥为研究背景,基于钢箱梁的定期检测结果,研究了该斜拉桥的钢结构疲劳性能。在疲劳开裂较严重的顶板与U肋焊接细节、关键受力部位的底板与U肋焊接细节、索梁锚固区焊接细节布置传感器,测试各主要焊接细节的疲劳应力历程,基于雨流计数法获得疲劳应力谱。分析结果表明:苏通大桥目前的交通流量远大于2010年前的交通流量;钢箱梁底板与U肋焊接细节、索梁锚固区锚固板与外腹板焊接细节的疲劳寿命评估结果大于设计使用年限;若不计焊接初始缺陷与焊接残余应力,顶板与U肋焊接细节不会过早地发生疲劳破坏。     

既有铁路钢桥构件剩余疲劳寿命及其可靠度分析

基于概率断裂力学理论、Matlab统计和优化工具箱,采用Monte-Carlo模拟方法和可靠度最优化方法,对赣江大桥一钢构件的剩余疲劳寿命及其可靠度进行分析.利用Matlab的数值计算功能解决了用Monte-Carlo法直接抽样的困难;同时Matlab的优化功能简化了计算过程,提高了计算效率.     

钢桥构造的疲劳开裂分析

给出疲劳应力截止限的概念,并指出只有重复作用的活载应力高于疲劳应力截止限,钢桥构造才可能出现疲劳开裂现象;对149个钢桥构造开裂实例进行分析,分析表明,完善的整体及细节设计和优良的制造质量是避免钢桥构造开裂的关键.     

铆接钢桥的系统疲劳可靠度评估

针对铆接钢桥的疲劳失效特点,在建立铆接钢桥构件整体断裂力学数值分析模型的基础上,提出铆接钢桥构件、结构系统疲劳断裂可靠性分析模型。基于Monte Carlo算法,编制用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序。将铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型应用于浙江路桥的系统疲劳可靠度评估,概率剩余寿命评估结果表明：若按保证桥梁的正常使用功能,超声波探测间隔为1.5年,该值要比按构件简化断裂力学分析模型计算的系统探测间隔（4年）短,可见铆接构造、钉载等对概率疲劳寿命的影响是显著的。     

正交异性桥面板钢箱梁疲劳设计和疲劳评估规范的现状研究

该文首先对目前国内外公路、铁路钢桥设计规范的疲劳设计方法和疲劳荷载谱予以回顾。针对正交异性桥面板钢箱梁疲劳受力特点分析了疲劳设计应注意的问题,并将我国焊接桥在发展过程中的主要疲劳研究成果作了概述。最后提出正交异性桥面板钢箱梁疲劳设计亟待解决的问题,提供给钢结构同行参考。     

钢桥面铺装组合结构疲劳试验研究

桥面铺装是钢桥面行车体系的重要组成部分,桥面铺装质量的好坏直接影响行车的安全性和舒适性.针对"浇筑式沥青混凝土+环氧沥青混凝土"的钢桥面铺装方案,选择更易于引起铺装脱层及开裂的试验加我方法,分别对3种铺装组合结构进行疲劳试验,比较不同组合结构的性能,得出试验结论.试验结果时于大型钢桥面的组合铺装具有借鉴意义.     

浅析民用浮桥现状及其应用前景

通过对国内外的典型浮桥案例进行研究,对比分析了国内外浮桥建设的差异,阐述了浮桥的基本组成及分类,对浮桥的特点和适用条件进行了全面剖析,探究了浮桥的现状及应用前景。根据工作经历并结合浮桥的自身特性,对国内浮桥的应用前景进行了展望,提出了现阶段国内建造永久性重型浮桥所面临的问题,并给出了相应的对策及建议,为浮桥的建造提供研究和技术参考。     

铁路钢拱桥钢板式吊杆的设计与疲劳评估

为研究铁路钢拱桥钢板吊杆的设计及计算方法,先给出该类吊杆的设计特点、构造细节(包括钢板吊杆和拱肋、主梁连接的典型构造)和其潜在开裂位置及对应的疲劳强度,再给出德国推荐的风荷载引起的横向涡激振动荷载的计算方法及驰振引起的不同高宽比矩形截面吊杆的弯曲或扭转振动评估方法,最后将列车活载产生的疲劳应力幅和横向风荷载产生的疲劳应力幅叠加,进行钢板吊杆的疲劳评估.采用推荐的方法对欧洲某主跨96 m的双线铁路钢拱桥跨中钢板吊杆进行疲劳评估,评估结果表明该桥吊杆的疲劳应力幅及驰振引起的扭转振动均满足要求.     

现代公路钢桥典型细节疲劳问题分析

疲劳是导致钢桥使用寿命缩短的主要因素之一,在设计、制造、架设及后期维护中需特别注意钢桥构造细节的疲劳问题.在对疲劳荷载谱、疲劳损伤累积理论和焊接钢桥疲劳薄弱部位等分析的基础上,总结了焊接钢桥疲劳分析中需注意的一些问题.结合近些年来我国大跨径公路钢桥的建造情况,根据对部分关键构造细节所进行的疲劳试验结果,分析了几种新型结构型式和制造工艺中所存在的疲劳问题.最后总结了防止钢桥疲劳破坏的方法,指出了目前我国钢桥疲劳研究中存在的一些问题.这对有效防止钢桥疲劳破坏事故的发生,提高我国钢桥的设计和制造水平具有重要的意义.     

浅谈尼尔森体系的钢管混凝土提篮拱在铁路桥梁中的运用前景

从国内外拱桥的现状出发，通过对尼尔森体系、钢管混凝土、提篮拱受力特征及优缺点分析，表明了尼尔森体系的钢管混凝土提篮拱桥已具备运用于铁路的技术基础。     

大跨钢斜拉桥疲劳性能研究现状与发展

该文综述了国内外钢桥疲劳研究的现状,针对斜拉桥的结构特点,分析了疲劳薄弱部位,着重讨论了钢斜拉桥疲劳性能研究的关键理论与关键技术。在此基础上,结合桥梁健康监测技术,对钢斜拉桥疲劳监测与评估系统进行了设计,并展望了该领域的研究前景。     

钢筋混凝土结构腐蚀疲劳劣化过程的动态寿命评估

为评估腐蚀条件下钢筋混凝土结构的疲劳寿命,采用预腐蚀的方法分级建立不同腐蚀率下钢筋混凝土结构的S～N曲线方程,然后在S～N曲线方程中再次考虑腐蚀率和应力水平的影响,建立lgN～lgS的一般线性关系,同时根据腐蚀率随时间的变化规律,按年限逐步计算结构在腐蚀及循环荷载作用下的时变疲劳累积损伤,最终根据Miner线性累积损伤理论动态预测结构的疲劳寿命。以某简支T梁为例进行腐蚀疲劳寿命评估,评估结果表明,钢筋混凝土结构在荷载及腐蚀环境共同作用下的性能和疲劳寿命会大大降低。