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钢桥面板顶板-U肋焊缝开裂钢板补强维护效果研究

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工业建筑 2017年第5期47卷 42-46,51页

作者：王秋东吉伯海孔祥明傅中秋河海大学土木与交通学院南京210098

建立不同补强钢板厚度、宽度的分析模型,绘制焊根、焊趾应力分布曲线,分析不同补强钢板尺寸对裂纹尖端应力的影响。在此基础上,对比钢板补强试件模型(补强钢板厚度、宽度分别为10,300 mm)的开裂试件模型、未开裂试件模型的焊根应力分布... 详细信息

建立不同补强钢板厚度、宽度的分析模型,绘制焊根、焊趾应力分布曲线,分析不同补强钢板尺寸对裂纹尖端应力的影响。在此基础上,对比钢板补强试件模型(补强钢板厚度、宽度分别为10,300 mm)的开裂试件模型、未开裂试件模型的焊根应力分布情况,并结合相同几何参数的钢板补强试件的疲劳试验结果,从裂纹尖端应力变化、裂纹扩展速率、疲劳寿命等角度,对钢板补强维护效果进行评价。研究结果表明:裂纹尖端应力受补强钢板厚度影响较小,考虑到常见的顶板厚度与U肋厚度,在实际应用中可取补强钢板厚度为10 mm;补强钢板边缘对应的焊根、焊趾位置无应力突变现象;补强钢板宽度为3倍裂纹长度时,裂纹尖端应力下降约18%;在焊趾设置补强钢板可明显提升裂纹扩展寿命,与有限元分析结果一致。

关键词：正交异性钢桥面板钢板补强峰值应力裂纹扩展疲劳寿命

Bending behaviour of lightweight aggregate concrete-filled steel tube spatial truss beam

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Journal of Central South University 2016年第8期23卷 2110-2117页

作者：傅中秋吉伯海朱伟葛汉彬 College of Civil and Transportation Engineering Hohai University Department of Civil Engineering Meijo University

A lightweight aggregate concrete-filled steel tube(LACFST) spatial truss beam was tested under bending load. The performance was studied by the analysis of the beam deflection and strains in its chords and webs. According to the test results, several assumptions were made to deduce the bearing capacity calculation method based on the force balance of the whole section. An optimal dimension relationship for the truss beam chords was proposed and verified by finite element analysis. Results show that the LACFST spatial truss beam failed after excessive deflection. The strain distribution agreed with Bernoulli-Euler theoretical prediction. The truss beam flexural bearing capacity calculation results matched test evidence with only a 3% difference between the two. Finite element analyses with different chord dimensions show that the ultimate bearing capacity increases as the chord dimensions increase when the chords have a diameter smaller than optimal one; otherwise, it remains almost unchanged as the chord dimensions increase.

关键词： lightweight aggregate concrete-filled steel tube spatial truss beam bending behaviour bearing capacity

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环境因素对斜拉桥拉索振动基频的影响

工业建筑 2013年第11期43卷 121-125页

作者：吉伯海程苗傅中秋赵端端孙媛媛河海大学土木与交通学院南京210098

基于斜拉桥拉索有限元模型,分析了考虑拉索工程参数时阻尼器、梁体振动和温度三种环境因素对拉索振动基频的影响。结果表明:当阻尼器安装位置一定时,阻尼器对长索的基频影响大于短索的基频;当索长和阻尼器位置一定时,阻尼器对截面直径... 详细信息

基于斜拉桥拉索有限元模型,分析了考虑拉索工程参数时阻尼器、梁体振动和温度三种环境因素对拉索振动基频的影响。结果表明:当阻尼器安装位置一定时,阻尼器对长索的基频影响大于短索的基频;当索长和阻尼器位置一定时,阻尼器对截面直径大的拉索基频的影响小于截面直径小的拉索基频;由于车辆荷载导致斜拉桥梁体振动,使得拉索的基频存在动态波动,因此在索力测量时,应选择车辆较少的时段以获得更加准确的基频;高温和低温均影响拉索基频,即拉索温度越高,基频越小;拉索温度越低,基频越大。

关键词：频率法基频阻尼器梁体振动温度

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斜拉桥钢箱梁纵桁架疲劳应力特征研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2021年第5期45卷 935-938,944页

作者：李心诚傅中秋王赞章郝明吉伯海河海大学土木与交通学院南京210098

为研究斜拉桥钢箱梁纵桁架疲劳特征,建立了钢箱梁节段有限元模型,通过选取评判开裂细节疲劳性能的主导应力,确定最不利加载工况.在此基础上,分析了纵桁架局部应力梯度、疲劳起裂点正应力时程以及主应力流.研究表明:局部应力梯度表明应... 详细信息

为研究斜拉桥钢箱梁纵桁架疲劳特征,建立了钢箱梁节段有限元模型,通过选取评判开裂细节疲劳性能的主导应力,确定最不利加载工况.在此基础上,分析了纵桁架局部应力梯度、疲劳起裂点正应力时程以及主应力流.研究表明:局部应力梯度表明应力随着与连接端距离的增大而呈现降低趋势;两类疲劳起裂点处的正应力时程表明面内变形是引起角钢斜撑疲劳开裂的主导变形;角钢疲劳裂纹的扩展方向与荷载位于最不利位置时的绝对值最大主应力的方向相垂直.

关键词：钢箱梁纵桁架疲劳应力有限元模型应力特征

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钢管约束下轻集料混凝土本构模型

扬州大学学报（自然科学版） 2019年第1期22卷 67-73页

作者：吴东阳傅中秋吉伯海王占飞河海大学土木与交通学院南京210098 沈阳建筑大学交通工程学院沈阳110168

通过对比分析5种常用核心混凝土本构模型的特征和适用性,探讨了钢管混凝土本构模型在钢管高强、普通和轻集料混凝土中的适用性.采用不同本构模型计算钢管混凝土构件的轴压,得到构件承载力和应力-应变曲线,通过与试验数据的对比,对现有... 详细信息

通过对比分析5种常用核心混凝土本构模型的特征和适用性,探讨了钢管混凝土本构模型在钢管高强、普通和轻集料混凝土中的适用性.采用不同本构模型计算钢管混凝土构件的轴压,得到构件承载力和应力-应变曲线,通过与试验数据的对比,对现有模型进行了修正,并提出针对钢管轻集料混凝土的本构模型.结果表明:采用塑性损伤模型计算的曲线更符合试验曲线的发展趋势,本文模型在钢管轻集料混凝土有限元分析中有较好的适用性.

关键词：轻集料混凝土钢管约束塑性损伤模型本构模型

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铺装界面连接刚度对钢桥面板受力性能的影响

工业建筑 2018年第10期48卷 10-14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

为研究铺装界面连接刚度对钢桥面板受力性能的影响,建立了带铺装层的钢桥面板节段有限元模型、顶板和U肋细节子模型。通过插值得到子模型的边界条件,并在子模型中考虑了不同的界面连接刚度。在此基础上,分别研究了轮载作用下不同界面连... 详细信息

为研究铺装界面连接刚度对钢桥面板受力性能的影响,建立了带铺装层的钢桥面板节段有限元模型、顶板和U肋细节子模型。通过插值得到子模型的边界条件,并在子模型中考虑了不同的界面连接刚度。在此基础上,分别研究了轮载作用下不同界面连接刚度对顶板和U肋焊缝受力性能的影响及界面平均切应力的影响。研究结果表明：所建立的数值模型能够反映界面连接刚度的变化。钢桥顶板和U肋焊缝处的应力状况可通过界面连接刚度的增加改善,但是随着铺装层弹性模量的增加会使得此改善效果趋于不明显。界面连接刚度的增加会导致横桥向切应力增加,纵桥向切应力减小。界面连接刚度与铺装层弹性模量同步增加时有利于界面受力。

关键词：钢桥面板界面连接刚度焊缝应力切应力受力性能

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江阴长江大桥钢箱梁疲劳应力特征分析

世界桥梁 2016年第2期44卷 30-36页

作者：吉伯海叶枝傅中秋汪锋孙洪滨河海大学土木与交通学院江苏南京210098 江苏扬子大桥股份有限公司江苏靖江214500

为准确评估钢桥结构的疲劳损伤状态和剩余疲劳寿命,以江阴长江大桥为背景,对该桥钢箱梁疲劳裂纹产生位置进行连续疲劳应变监测,获取应变时程数据,结合雨流计数法技术建立日疲劳应力谱;分析应力幅~循环次数分布规律;研究累积损伤度分布特... 详细信息

为准确评估钢桥结构的疲劳损伤状态和剩余疲劳寿命,以江阴长江大桥为背景,对该桥钢箱梁疲劳裂纹产生位置进行连续疲劳应变监测,获取应变时程数据,结合雨流计数法技术建立日疲劳应力谱;分析应力幅~循环次数分布规律;研究累积损伤度分布特征,建立损伤度分布模型,计算不同车道构造细节疲劳损伤度和剩余寿命。研究结果表明:钢箱梁顶板测点、U肋与横隔板焊接末端处、弧形缺口有效截面最小处均以压应力为主,U肋以拉应力为主;应力幅累积循环次数分布服从Weibull函数分布;疲劳累积损伤度分布服从Boltzman函数分布,顶板与U肋连接处U肋腹板沿横桥向慢车道疲劳损伤较快车道损伤大,下游车道较上游车道损伤大,其中下游慢车道U肋腹板细节疲劳损伤最大。

关键词：悬索桥钢箱梁裂缝应变监测应变时程应力谱疲劳损伤度疲劳寿命

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钢箱梁构造细节对局部疲劳应力的影响研究

公路工程 2014年第6期39卷 43-48页

作者：赵月悦吉伯海傅中秋陈雄飞汪峰河海大学土木与交通学院江苏南京210098 江苏扬子大桥股份有限公司江苏靖江214500

以江阴大桥的主梁钢箱梁为工程背景建立有限元模型,针对钢箱梁桥面板U肋与顶板连接处焊缝,研究了不同构造细节对局部疲劳应力的影响,提出了钢箱梁桥面板合理构造建议。分析表明:随着板厚的增加,焊缝位置的应力值依次降低;焊缝位置的应... 详细信息

以江阴大桥的主梁钢箱梁为工程背景建立有限元模型,针对钢箱梁桥面板U肋与顶板连接处焊缝,研究了不同构造细节对局部疲劳应力的影响,提出了钢箱梁桥面板合理构造建议。分析表明:随着板厚的增加,焊缝位置的应力值依次降低;焊缝位置的应力幅值随着过焊孔半径的增大呈增长趋势;桥面铺装弹性模量及厚度的适当提高有助于降低焊缝处的应力幅,但泊松比对应力幅影响很小。建议考虑经济性条件下,桥面板取合理板厚,顶板与U肋连接处不设置过焊孔,桥面铺装采用弹性模量1 400 MPa以上的材料或增加桥面铺装厚度到70 mm左右。

关键词：钢箱梁疲劳构造细节局部应力

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2种新型顶板-U肋构造细节的疲劳性能研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2020年第10期43卷 1391-1397,1421页

作者：蒋斐吉伯海王益逊傅中秋万吕河海大学土木与交通学院江苏南京210098

为了评估顶板-U肋焊缝细节的疲劳性能,文章建立钢桥面板节段模型和细节子模型,得出了不同工况下焊缝局部应力特征。通过对比焊缝应力集中特征和等效应力幅,分析了新型镦边U肋和双面焊焊接的优缺点;数值模拟了顶板-U肋焊接残余应力分布,... 详细信息

为了评估顶板-U肋焊缝细节的疲劳性能,文章建立钢桥面板节段模型和细节子模型,得出了不同工况下焊缝局部应力特征。通过对比焊缝应力集中特征和等效应力幅,分析了新型镦边U肋和双面焊焊接的优缺点;数值模拟了顶板-U肋焊接残余应力分布,考虑残余应力与工作应力叠加,进一步分析新型顶板-U肋构造细节的应力特征。研究结果表明:对U肋进行镦边处理能改善U肋焊趾疲劳性能,双面焊接能显著降低焊根处的等效应力幅,将最不利疲劳易损部位转移至顶板焊趾;细节横向焊接残余应力约为150 MPa,使得细节在车辆荷载作用下更易发生疲劳损伤;由于焊接时较高的热量输入,当考虑残余应力与工作应力叠加时,新型顶板-U肋构造形式的等效应力幅略高于传统焊接方式。

关键词：正交异性钢桥面板双面焊镦边U肋焊接残余应力等效应力幅疲劳性能