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南京长江大桥钢桥面板弧形缺口位置疲劳性能研究

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工业建筑 2018年第10期48卷 28-33页

作者：王昊吉伯海王秋东傅中秋河海大学土木与交通学院

依托南京长江大桥公路正桥改造工程,建立了钢桥面板有限元节段模型,研究了车轮荷载作用下横隔板弧形缺口位置的变形及应力特征,确定了该细节的最不利荷载位置。在此基础上,研究了不同环境温度下弧形缺口位置的变形及应力特征,分析了环... 详细信息

依托南京长江大桥公路正桥改造工程,建立了钢桥面板有限元节段模型,研究了车轮荷载作用下横隔板弧形缺口位置的变形及应力特征,确定了该细节的最不利荷载位置。在此基础上,研究了不同环境温度下弧形缺口位置的变形及应力特征,分析了环境温度变化对该细节疲劳性能的影响。研究表明：弧形缺口有效截面最小处应力最大,最不利荷载位置位于此点正上方;随着温度的升高,弧形缺口有效截面最小处的面内外变形、疲劳应力逐渐增大,且该位置应力梯度最大,受温度影响显著;相比于0℃,环境温度为40℃时弧形缺口有效截面最小处的疲劳应力增加了约30 MPa,故宜在高温季节后加强该位置的疲劳养护工作。

关键词：钢桥面板弧形缺口疲劳性能有限元模型

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钢桥面板顶板-U肋焊缝多轴疲劳效应评估

郑州大学学报（工学版） 2020年第1期41卷 25-31页

作者：吉伯海蒋斐王益逊傅中秋河海大学土木与交通学院江苏南京210098

了评估顶板-U肋焊缝多轴疲劳效应,定义了主要应力分量为坐标轴向幅值最大的正应力。基于弹性力学对比了单、多轴疲劳应力,提出了采用绝对值最大的主应力与主要应力分量的偏差值δ作为多轴疲劳评判依据。建立了钢桥面板节段模型和顶板-U... 详细信息

了评估顶板-U肋焊缝多轴疲劳效应,定义了主要应力分量为坐标轴向幅值最大的正应力。基于弹性力学对比了单、多轴疲劳应力,提出了采用绝对值最大的主应力与主要应力分量的偏差值δ作为多轴疲劳评判依据。建立了钢桥面板节段模型和顶板-U肋细节子模型,对细节处多轴疲劳变形和应力状态进行了评估。为了定量单、多轴疲劳寿命评估的差异,定义了疲劳寿命比R,理论推导得R-δ关系,并通过试验和有限元分析加以验证。研究结果表明:单轴荷载下绝对值最大的主应力等于主要应力分量,多轴荷载下两类应力存在偏差,偏差越大,多轴疲劳效应越显著;对于顶板-U肋焊缝,多轴疲劳效应随荷载中心线偏离焊缝位置越发显著,横隔板处顶板-U肋焊缝的多轴应力状态更为明显;R与δ3成正比,该关系为在单轴疲劳评估的基础上进行多轴疲劳寿命评估提供参考。

关键词：多轴疲劳正交异性钢桥面板绝对值最大主应力顶板-U肋焊缝

基于切削加固的钢桁梁桥横梁节点翼缘组合维修效果研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2023年第2期42卷 28-36页

作者：李传喜吉伯海姚悦傅中秋河海大学土木与交通学院江苏南京210098

采用有限元法建立了简支钢桁梁桥全桥模型及节点子模型;通过对比关键截面竖向位移及杆件轴向应力的实桥测试值与有限元计算值,验证了有限元模型的正确性;分析了不同裂纹长度裂纹尖端的应力强度因子KⅠ、KⅡ、KⅢ的变化规律;针对横梁节... 详细信息

采用有限元法建立了简支钢桁梁桥全桥模型及节点子模型;通过对比关键截面竖向位移及杆件轴向应力的实桥测试值与有限元计算值,验证了有限元模型的正确性;分析了不同裂纹长度裂纹尖端的应力强度因子KⅠ、KⅡ、KⅢ的变化规律;针对横梁节点腹板间隙疲劳开裂,分析了上翼缘切削方法及角钢加固方法的维修效果;提出了横梁端部上翼缘切削与角钢加固的组合维修方法。结果表明:裂纹在整个扩展过程中,开裂模式从Ⅱ-Ⅲ型开裂先向Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型开裂转变,再向Ⅱ-Ⅲ型开裂转变;上翼缘切削方法、角钢加固方法对Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹均具有较好的维修效果,组合维修方法对复合型裂纹具有较好的抑制作用;模型中当裂纹扩展长度小于腹板间隙长度的60%时,裂纹尖端等效应力强度因子可降低60%~90%,抑制效果显著。

关键词：桥梁工程钢桁梁桥腹板间隙疲劳开裂应力强度因子

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变截面钢箱梁不调平顶推梁端倾角限值研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2023年第6期47卷 1114-1120页

作者：杨晖傅中秋何斌贾正伟苑青海浙江交工集团股份有限公司杭州310000 河海大学土木与交通学院南京210098

通过建立变截面钢箱梁的全桥模型,分析了无调平托架顶推下的主梁整体稳定性、关键部位受力特征及悬臂端挠度.基于顶推过程中主梁的抗滑移、倾覆性能,确定不调平顶推中的梁端最大倾角.通过模拟不同顶推方式并提取各倾角下的钢箱梁顶板、... 详细信息

通过建立变截面钢箱梁的全桥模型,分析了无调平托架顶推下的主梁整体稳定性、关键部位受力特征及悬臂端挠度.基于顶推过程中主梁的抗滑移、倾覆性能,确定不调平顶推中的梁端最大倾角.通过模拟不同顶推方式并提取各倾角下的钢箱梁顶板、腹板及底板应力,分析了倾角变化对钢箱梁局部构件受力的影响,并据此提出了合理的梁端倾角限值.结果表明:不设调平托架顶推施工中,节段钢梁保持稳定状态下,随着梁端倾角的增大对步履机的竖向受力有利.不同梁端倾角下,顶推支承区域的腹板均为主梁最不利受力部位,以主梁与支架斜交顶推时最大.斜交顶推时宜优先考虑增大倾角以优化主梁局部受力.在10°范围内增大梁端倾角顶推可显著改善钢箱梁悬臂根部应力,建议顶推施工时,以0°~10°作为合理梁端倾角.

关键词：钢箱梁顶推施工无调平梁端倾角局部应力

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考虑界面黏结的铺装-钢桥面板受力性能分析

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2018年第6期42卷 1039-1043,1048页

作者：冉云军吉伯海王秋东傅中秋河海大学土木与交通学院南京210098

为精确模拟铺装与钢桥面板界面黏结状态,分别使用8节点单元、20节点单元与弹簧单元建立考虑界面黏结的有限元模型,提出了合适的界面黏结模拟方法.利用该方法建立了铺装与钢板的直剪有限元模型,并与试验结果进行对比,对该方法的准确性进... 详细信息

为精确模拟铺装与钢桥面板界面黏结状态,分别使用8节点单元、20节点单元与弹簧单元建立考虑界面黏结的有限元模型,提出了合适的界面黏结模拟方法.利用该方法建立了铺装与钢板的直剪有限元模型,并与试验结果进行对比,对该方法的准确性进行了验证.在此基础上,对比了界面处考虑粘结、完全连续两种工况下铺装泊松比、弹性模量、厚度改变导致的焊缝应力变化,对钢桥面板与铺装的数值模拟方法提出了建议,分析了铺装对钢桥面板焊缝应力的影响.研究结果表明:考虑界面粘结时,20节点单元更适合于数值模拟分析,网格尺寸应在10mm内.20节点单元与弹簧单元的组合可良好地模拟铺装与钢板界面的粘结现象.考虑界面处粘结与完全连续情况下的焊缝应力变化趋势大致相同,但考虑粘结的应力更大.铺装模量是焊缝应力的主要影响因素之一,而铺装泊松比对应力几乎没有影响.

关键词：钢桥面板铺装粘结数值模拟方法焊缝应力

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钢桥疲劳裂纹钻孔止裂技术多孔布置方法研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2016年第10期39卷 1376-1380页

作者：刘天笳吉伯海傅中秋陈祥河海大学土木与交通学院江苏南京210024

文章考虑双孔和附加孔2种多止裂孔布置,对开裂模型进行线弹性有限元分析,通过对比不同布置下模型的应力集中系数,研究多孔布置对于钻孔止裂法的影响。结果表明:双孔布置对应力集中的降低作用不如单止裂孔,但它会对疲劳裂纹的开展起到持... 详细信息

文章考虑双孔和附加孔2种多止裂孔布置,对开裂模型进行线弹性有限元分析,通过对比不同布置下模型的应力集中系数,研究多孔布置对于钻孔止裂法的影响。结果表明:双孔布置对应力集中的降低作用不如单止裂孔,但它会对疲劳裂纹的开展起到持续的抑制作用,在不能精确定位裂纹尖端时可以作为一种有效的备用方法;合理布置附加孔的直径与位置可以加强止裂孔的止裂修复效果,附加孔直径越大,与裂纹线间的垂直距离越小,效果越好;附加孔的最佳位置位于止裂孔前方,距离为止裂孔直径的1/4。

关键词：钢桥疲劳裂纹止裂孔多孔布置

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钢管轻集料混凝土组合界面黏结滑移性能

河海大学学报（自然科学版） 2009年第3期37卷 317-322页

作者：傅中秋吉伯海陈晶晶彭昌宪河海大学土木工程学院江苏南京210098

通过对27根钢管轻集料混凝土试件的推出试验,研究了钢管轻集料混凝土黏结滑移的发展过程及破坏机理,考察了影响钢管轻集料混凝土黏结强度的因素;并对其中的4个试件进行了反复推出试验,研究了循环荷载对黏结强度的影响.初次推出试验表明... 详细信息

通过对27根钢管轻集料混凝土试件的推出试验,研究了钢管轻集料混凝土黏结滑移的发展过程及破坏机理,考察了影响钢管轻集料混凝土黏结强度的因素;并对其中的4个试件进行了反复推出试验,研究了循环荷载对黏结强度的影响.初次推出试验表明:养护方式和浇筑方式对钢管轻集料混凝土组合界面的黏结强度有一定的影响;钢管内壁越粗糙,黏结强度也越大;轻集料混凝土强度对黏结强度影响不大;在试件的参数范围内,黏结强度随长细比和径厚比增长而降低.反复推出试验的结果表明:初次推出的承载力最大;同一方向推出次数增加,钢管轻集料混凝土的黏结破坏荷载和黏结强度均会降低.

关键词：钢管轻集料混凝土推出试验黏结强度黏结滑移

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钢桥面板横隔板弧形缺口位置疲劳受力分析

工业建筑 2018年第10期48卷 22-27,114页

作者：何翠颖傅中秋吉伯海孔祥明河海大学土木与交通学院

为分析横隔板弧形缺口位置疲劳细节的应力特征,建立了正交异性钢桥面板节段有限元模型,选取3个易开裂部位：横隔板弧形缺口焊缝的U肋焊趾、横隔板焊趾和弧形缺口薄弱截面,分析了3个疲劳细节处的应力随车轮荷载纵向、横向移动时的变化情... 详细信息

为分析横隔板弧形缺口位置疲劳细节的应力特征,建立了正交异性钢桥面板节段有限元模型,选取3个易开裂部位：横隔板弧形缺口焊缝的U肋焊趾、横隔板焊趾和弧形缺口薄弱截面,分析了3个疲劳细节处的应力随车轮荷载纵向、横向移动时的变化情况。基于获得的最不利荷载工况组合,分析了3个疲劳易开裂点不同纵桥向加载位置时的应力与变形特征,并与实际裂纹开裂情况进行对比。分析结果表明：采用双联轴单侧双轮荷载进行加载时,3个关注点处纵桥向最不利加载位置存在较大差异,而横桥向最不利加载位置保持一致;横隔板与U肋焊缝末端的位移矢量和在不同纵桥向加载位置时均达到最大值;而该处的面内和面外变形最大值对应的加载位置存在差异;有限元计算得出裂纹起裂方向与实际情况存在一定差异,表明焊接及弧形缺口切割产生的残余应力影响显著。

关键词： U肋与横隔板最不利荷载工况应力分析变形特征

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顶板与竖向加劲肋围焊端部开裂焊合修复技术

工业建筑 2018年第10期48卷 52-57,9页

作者：王益逊吉伯海傅中秋蒋斐河海大学土木与交通学院

通过试验与有限元模拟对顶板与竖向加劲肋围焊端部焊合修复技术进行研究,建立钢桥面板模型,获得顶板与竖向加劲肋围焊端部在车轮荷载作用下的应力分布并对其开裂原因进行分析。通过疲劳裂纹焊合修复试验,分析围焊端部疲劳寿命和应力变... 详细信息

通过试验与有限元模拟对顶板与竖向加劲肋围焊端部焊合修复技术进行研究,建立钢桥面板模型,获得顶板与竖向加劲肋围焊端部在车轮荷载作用下的应力分布并对其开裂原因进行分析。通过疲劳裂纹焊合修复试验,分析围焊端部疲劳寿命和应力变化并对比了焊合的修复效果,最后通过有限元分析焊接残余应力对疲劳修复效果的影响。研究表明：该细节的疲劳损伤是由面外变形引起的,当裂纹扩展到50 mm时,焊合后锤击试件的疲劳寿命约为未锤击试件的2. 04倍,达到了消除焊接残余拉应力的效果;焊合后围焊端部的残余拉应力水平较高,建议在焊合后对焊缝局部进行锤击以提高焊合修复效果。

关键词：钢桥面板竖向加劲肋疲劳裂纹修复技术焊合