厚边U肋钢桥面顶板与纵肋焊缝疲劳裂纹扩展模式与验算曲线研究

作     者：冯霄暘 郑凯锋 衡俊霖 雷鸣 张宇 FENG Xiaoyang;ZHENG Kaifeng;HENG Junlin;LEI Ming;ZHANG Yu

作者机构：西南交通大学土木工程学院四川成都610031 

出 版 物：《铁道学报》 (Journal of the China Railway Society)

年 卷 期：2021年第43卷第4期

页      面：191-199页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(51778536)。 

主　　题：正交异性钢桥面 厚边U肋 裂纹扩展 点裂源 微小可见裂纹 疲劳验算曲线 

摘      要：前期研究表明,应用厚边U肋的正交异性钢桥面能够有效改善顶板与U肋连接焊缝的疲劳性能。在此基础上,开展了2组共7个局部足尺模型疲劳试验,在获取S-N基础数据的同时,对疲劳裂纹萌生、汇聚和扩展进行监测并对裂纹断面进行详细分析。结果表明:疲劳裂纹首先在顶板与U肋焊缝长度方向以多处点裂源形式萌生,其后沿纵向和板厚方向扩展并汇聚形成微小可见裂纹;微小可见裂纹以较高速率沿纵向和板厚方向扩展,最终形成贯穿裂纹引起疲劳失效。值得注意的是,在疲劳裂纹萌生与扩展阶段,其形态逐渐由初始多处半圆状点裂源过渡为半椭圆状可见裂纹。此外,基于试验数据推导出具有95%保证率的厚边U肋钢桥面顶板与纵肋焊缝S-N验算曲线,以供工程设计使用。