钢桥面板纵肋与横隔板连接位置疲劳损伤特征

纵肋与横隔板连接是控制钢桥面板耐久性的关键构造细节,其在轮载作用下应力传递复杂,构造设计不当极易引起疲劳裂纹。目前常规式纵肋与横隔板连接在运营过程中可能发生的疲劳裂纹形式有横隔板弧形开孔裂纹、焊缝端部横隔板裂纹、焊缝端部纵肋水平裂纹或竖向裂纹,针对常规式连接的不足,设计上进一步提出内肋式和无缝式2种构造类型。采用有限元方法,以纵肋与横隔板连接可能出现裂纹的4类细节为对象,基于应力影响面分析,讨论了车辆轮载移动对各细节局部受力的影响,研究了常规式、内肋式和无缝式3种构造类型的疲劳损伤特征。结果表明：轮载作用下4类细节的局部效应非常显著,纵向影响区域约在3道横隔板之间,横向影响区域约在2个纵肋范围;考虑轮迹横向概率分布,各细节应力幅横向折减系数在0.94~0.97范围内。常规式连接弧形开孔细节应力幅最大,主要受面内变形控制,纵肋壁板水平细节次之,表现出明显的面外弯曲特性。与常规式连接相比,内肋式连接纵肋壁板水平细节和竖向细节最大应力幅分别降低28%和29%,减缓了纵肋在焊缝端部的应力集中程度。无缝式连接可能的疲劳破坏形式减少为横隔板焊趾开裂和纵肋壁板焊趾开裂2类,分析发现这2类细节均主要处于受压状态。常规式连接疲劳寿命预估为41.2年,纵肋壁板出现水平裂纹导致疲劳破坏的可能性较大;内肋式连接疲劳寿命由横隔板弧形开孔细节控制,较常规式连接提高58%;无缝式连接疲劳寿命预估为85.3年,较常规式和内肋式连接分别提高107%和31%,且两细节寿命相近,从全寿命设计角度考虑该构造更为合理。     

波形钢腹板组合T梁静力性能试验

为探索新型结构波形钢腹板组合T梁的受力性能,制作了下翼板布置直线型体内纵向预应力筋的缩尺试验梁,采用两点对称加载的方式开展了静载破坏性试验,对试验梁的截面正应变分布、荷载-位移曲线、开裂弯矩、剪应力分布、破坏形态、裂缝发展规律等进行测试。使用ABAQUS软件建立了试验梁的有限元模型,采用混凝土的损伤塑性模型和钢材的理想弹塑性本构对加载全过程进行非线性分析。基于钢-混组合梁的收缩、徐变理论和钢筋混凝土梁的抗弯承载力计算方法,对试验梁的开裂荷载和抗弯承载力进行理论计算。结果表明：只布置下翼板纵向预应力筋的波形钢腹板组合T梁的荷载-位移全过程曲线表现出较明显的弹性、弹塑性和塑性变形阶段,具有较大的抗弯刚度和良好的抗裂性和延性;抗弯承载力与开裂荷载的比值为1.79,具有较合理的承载受力特点;整个加载过程中,钢腹板与混凝土翼板变形协调,表现为典型的受弯破坏形态;剪应力在波形钢腹板组合T梁的腹板中分布均匀,可不设置弯起筋提供抗剪承载力;忽略波形钢腹板的轴向变形刚度和抗弯承载力,能准确计算开裂荷载和抗弯承载力;波形钢腹板组合T梁的力学机理明确,静力性能良好,具有工程应用前景。     

热处理对增材制造贝氏体钢组织及性能的影响

针对金属电弧增材制造过程热循环在线控制困难,导致成形组织不均、力学性能低下的问题,以辙叉用贝氏体钢为成形材料,研究了不同整体后热处理工艺对其电弧增材制造试样组织及性能的影响,并对热处理工艺进行了优化.研究结果表明:去应力退火后的电弧增材制造试样力学性能较差,且存在各向异性,经290 ℃等温淬火与280 ℃回火处理后,试样微观组织由回火索氏体转变为下贝氏体+回火马氏体,抗拉强度提升39%,屈服强度提升61%,断后延伸率提升29%,冲击韧性提升17%,硬度提升20%,且各向异性特征大大缓解,材料组织趋于均匀.      

激光喷丸DP980高强钢诱导的残余应力分布特性

为研究激光喷丸后DP980高强钢的残余应力分布特性,建立有限元分析模型,分析不同激光喷丸次数对材料表面及深度方向的应力分布影响规律。开展不同激光喷丸次数的强化试验,并对试样进行残余应力检测,验证试验与模拟结果的一致性。通过对比激光喷丸前、后试样的表面粗糙度差异,发现激光喷丸后试样表面产生了塑性变形,并在表面形成均匀的残余压应力。在深度方向上,为达到材料内部应力平衡,试样芯部产生了低幅值的拉应力。随着激光喷丸次数的增加,材料表面诱导的残余应力幅值升高,产生更深的影响层。激光喷丸在材料表面诱导的残余压应力增加了零部件内部微裂纹的闭合力、延缓了裂纹扩展速率,可提高零部件的使用寿命及可靠性。     

薄镀层热成形钢激光填丝焊的焊缝特征及性能

为降低镀覆在钢板表面的铝硅镀层对激光接头的不利影响,采用薄镀层热成形钢材料配合激光填丝焊技术,获得了焊缝内铝质量分数小于1%的激光填丝焊接头。对该接头进行了宏观及微观组织分析,发现热成形后焊接接头组织被全马氏体组织取代,避免了软化现象。力学性能分析表明,热成形前后试样的抗拉强度从约570 MPa提高到约1 500 MPa,接头的薄弱环节位于母材,高速拉伸对接头的抗拉强度没有不良影响,而断裂伸长率受影响较大。     

跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站抗震设计探讨

针对跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站结构抗震冗余度低,在高烈度地区应用较少,为更好地分析高架车站抗震受力全过程,以某跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站工程实例为背景,根据建筑规范和城市轨道交通规范要求设定合理的抗震性能目标,并研究构件抗震受力历时过程中的受力情况。采用大型有限元Midas作为主要计算软件,选取合理的地震波,进行多遇地震和设防地震有限元计算时采用弹性时程分析方法,且对振型分解反应谱法地震作用进行相应的放大,结果分析构件满足抗震性能目标要求。进行罕遇地震计算时,为更好地模拟工程实际情况,计算模型考虑桩土共同作用,采用结构-承台-桩基整体计算建模方法,进行弹塑性时程分析,关键构件采用截面纤维模型进行计算,能够反映关键构件在大震作用下进入破损阶段之后的行为,可以查看关键构件截面混凝土的开裂和压碎历史,钢材或钢筋的屈服和硬化过程。研究结果表明结构构件均满足抗震性能目标：(1)关键构件的钢材纤维受拉受压均未超过屈服强度,保持弹性工作状态,混凝土纤维受拉开裂,受压未达到屈服强度,同时延性系数D/D1小于1,均说明关键构件满足抗震性能为压弯、抗剪不屈服的目标;(2)桩...     

公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式研究——以赣江公铁大桥西支主桥设计为例

以赣江公铁两用大桥西支主桥设计为例,研究一种适应上层8车道公路、下层对称双线铁路+4车道公路混合布置的主梁断面形式。提出带挑臂双索面箱桁组合断面、带挑臂单索面箱桁组合断面、矩形箱桁组合断面、矩形钢桁梁断面4种主梁断面方案,采用有限元软件分析各方案静动力性能及受力特点,综合考虑方案构造特点、技术指标、工程数量、公铁运营安全、景观效果等,确定该桥选用带挑臂双索面箱桁组合断面。该桥斜拉索最大索力16 000 kN,锚固在下层钢箱梁两侧,通过有限元实体分析对锚拉板和钢锚箱式两种索梁锚固形式进行比选研究,钢锚箱形式受力合理、应力水平低、经济性好,设计采用钢锚箱形式。带挑臂双索面箱桁组合断面桥面空间布置合理、下层公铁行车干扰小、梁端竖向变形最小、经济性好,是一种适应公铁混合布置大跨度斜拉桥主梁断面形式。     

钢桥面铺装填缝材料性能指标研究与材料开发

在分析钢桥面铺装裂缝特点及填封养护现状的基础上,参考国内外裂缝密封材料相关标准,建立了钢桥面铺装裂缝填封材料性能评价指标体系,该体系包括填缝材料的工作性能与力学性能的评价指标与方法;结合既有研究成果与相关规范的要求,提出了钢桥面铺装裂缝填封材料的技术要求;在此基础上,研究开发了一种低黏度常温快速固化环氧树脂密封胶,并对环氧树脂密封胶的性能进行了测试与分析,结果表明该材料较传统的热灌式沥青填缝材料具有明显的性能优势,满足钢桥面铺装裂缝填封使用要求.     

山区悬索桥钢桁架加劲梁安装技术

介绍湖北恩施四渡河特大桥900m跨径钢桁架加劲梁现场安装情况,重点突出山区悬索桥钢桁架加劲梁缆索吊吊装工艺以及加劲梁桥面板加载程序.由于大桥加劲梁之间的整体刚接没有进行,无法施作桥面铺装,采用均匀颗粒材料等量代替铺装荷载,然后进行加劲梁的刚接,再进行等量荷载卸载,卸载完后施工桥面铺装.     

高强钢制件回弹控制方法

高强钢制件生产是制约冲压的技术难题。为减少高强钢制件在实际生产中的冲压回弹量,文章介绍了9种高强钢制件回弹控制方法。使用增加拉延模工艺补充部位的2级台阶,拉延件直接到位与回弹工艺补偿值相结合的方法,使制件回弹量处于产品要求的公差范围之内,有效控制了高强钢制件的回弹。在实际工作中,9种回弹控制方法相结合,能有效控制高强钢制件回弹,降低制件报废率,提高产品质量。