基于现场实测应力谱的钢锚箱构造细节疲劳评价

作     者：吴其 祝志文 李健朋 WU Qi;ZHU Zhiwen;LI Jianpeng

作者机构：湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 汕头大学土木与环境工程系广东汕头515063 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2020年第17卷第11期

页      面：2823-2831页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)资助项目(2015CB057701) 国家自然科学基金资助项目(51878269) 湖南省研究生创新项目(521293361) 

主　　题：钢锚箱 疲劳 构造细节 现场实测 随机车流 

摘      要：为评价某大跨斜拉桥设计索力最大的钢锚箱在桥面通行车辆作用下的疲劳性能,开展随机车流下锚箱疲劳敏感构造细节的现场应力监测,获得构造细节的应力时程和应力谱,并基于Miner准则计算最大应力幅、等效应力幅及疲劳加载次数。基于中国公路钢结构桥梁设计规范(JTG D64—2015)对锚箱构造细节的疲劳寿命进行分析,并讨论锚箱顶底板端部围焊细节的疲劳性能。研究结果表明:货车通行下,钢锚箱顶底板端部围焊构造细节表现为整体结构应力响应特征,在一辆货车通行下仅产生一个应力幅;在锚箱全部构造细节中,顶底板端部围焊细节应力幅高于其他构造细节,也是锚箱疲劳最不利构造细节;其中底板端部围焊处的应力幅最大,实测最大应力幅达56.7 MPa,等效应力幅和日均加载次数分别为10.1 MPa和4484次,该构造细节处疲劳累计损伤主要由相对较大的10~30 MPa的应力幅贡献。研究认为,桥面车辆通行下锚箱构造细节的应力幅较小,其疲劳性能都满足大桥设计要求。