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设置U肋内隔板对钢桥面板受力性能的影响

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2020年第5期44卷 837-842页

作者：王赞傅中秋王昊吉伯海崔建伟河海大学土木与交通学院南京210098

为了研究设置U肋内隔板对正交异性钢桥面板受力性能的影响,以某大跨径钢箱梁桥为例,建立钢桥面板有限元节段模型,并选取4个易发生疲劳裂纹的位置,分析了车轮荷载作用下疲劳细节的应力、变形情况,确定了最不利荷载位置.结果表明:考虑设置... 详细信息

为了研究设置U肋内隔板对正交异性钢桥面板受力性能的影响,以某大跨径钢箱梁桥为例,建立钢桥面板有限元节段模型,并选取4个易发生疲劳裂纹的位置,分析了车轮荷载作用下疲劳细节的应力、变形情况,确定了最不利荷载位置.结果表明:考虑设置U肋内隔板,各疲劳节点最不利荷载位置位于沿纵桥向距细节点两侧300 mm左右,U肋内隔板有效降低了顶板焊缝处应力值,增加U肋与横隔板连接刚度,提高了弧形缺口焊缝U肋焊趾的疲劳性能,但增加了横隔板焊趾开裂的可能性,建议在有内隔板情况下加强对弧形缺口焊缝横隔板焊趾处的疲劳检测与维护.

关键词： U肋内隔板疲劳变形分析应力分析

正交异性钢桥面板U肋对接焊缝疲劳损伤度分析

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工业建筑 2016年第6期46卷 161-165页

作者：王益逊吉伯海姚悦傅中秋朱伟河海大学土木与交通学院南京210098

分别在江阴长江大桥1/4跨截面快车道、慢车道U肋对接焊缝处布设测点,测得该桥一天的应变历程曲线。基于雨流计数法以及Miner疲劳损伤累计准则,分析快、慢车道日损伤度分布规律,并提出了该桥U肋对接焊缝部位的日损伤分布模型,最后对U肋... 详细信息

分别在江阴长江大桥1/4跨截面快车道、慢车道U肋对接焊缝处布设测点,测得该桥一天的应变历程曲线。基于雨流计数法以及Miner疲劳损伤累计准则,分析快、慢车道日损伤度分布规律,并提出了该桥U肋对接焊缝部位的日损伤分布模型,最后对U肋对接焊缝处的疲劳寿命进行评估。分析结果表明,快、慢车道出现损伤峰值的时间基本一致,但各峰值大小差异性较大,慢车道损伤峰值约为快车道损伤峰值的4.4倍;根据日损伤度分布模型得出的疲劳寿命拟合值与实测值吻合良好,可以应用于实际工程;大桥设计寿命约为慢车道U肋对接焊缝实测寿命的3.7倍,表明慢车道U肋对接焊缝的疲劳寿命远远不能满足设计要求,因此需要对慢车道U肋对接焊缝疲劳寿命给予特别关注。

关键词：钢桥面板 U肋对接焊缝应变历程损伤度疲劳寿命

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钢桥面板焊接部位的疲劳应力分析方法

扬州大学学报（自然科学版） 2015年第2期18卷 61-64页

作者：傅中秋吉伯海王满满章青河海大学土木与交通学院南京210098 河海大学力学与材料学院南京210098

对常用的传统疲劳应力分析方法的控制参量和计算方式进行对比,分析了各方法的适用范围及传统疲劳方法与断裂力学法的差异.根据名义应力试验实测应力值,修正了有限元模型精度,进行了钢桥面板焊接部位疲劳热点应力分析,结果表明热点应力... 详细信息

对常用的传统疲劳应力分析方法的控制参量和计算方式进行对比,分析了各方法的适用范围及传统疲劳方法与断裂力学法的差异.根据名义应力试验实测应力值,修正了有限元模型精度,进行了钢桥面板焊接部位疲劳热点应力分析,结果表明热点应力可通过名义应力乘以放大系数获得.钢桥面板与竖向加劲肋角焊缝连接且厚度均为12 mm时,该构造细节的热点应力强度可采用Eurocode 3规范疲劳强度FAT100曲线.

关键词：钢桥面板焊缝疲劳应力分析方法有限元模型

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钢桥面板U肋嵌补段对接焊缝多轴疲劳特征

广西大学学报（自然科学版） 2019年第4期44卷 1102-1109页

作者：蒋斐吉伯海王益逊傅中秋河海大学土木与交通学院

为了研究U肋对接焊缝多轴疲劳特征,建立了钢桥面板节段模型与对接焊缝子模型,得出不同工况下对接焊缝上各关注点的应力状态。通过平板模型的单、多轴疲劳应力对比,提出了采用绝对值最大的主应力与主要应力分量的偏差作为评判多轴疲劳的... 详细信息

为了研究U肋对接焊缝多轴疲劳特征,建立了钢桥面板节段模型与对接焊缝子模型,得出不同工况下对接焊缝上各关注点的应力状态。通过平板模型的单、多轴疲劳应力对比,提出了采用绝对值最大的主应力与主要应力分量的偏差作为评判多轴疲劳的依据。然后对U肋对接焊缝进行了受力分析与变形分析,并对比了影响该细节多轴疲劳的主要因素。研究结果表明:纵桥向正应力、截面弯曲剪应力和顶板厚度方向正应力的量值较大,是引起对接焊缝多轴疲劳开裂的重要原因;U肋弯曲应力占膜应力的比例很小,对接焊缝多轴疲劳开裂主要由面内变形引起;多轴疲劳效应随荷载中心线偏离U肋对称轴越发显著,单轴疲劳仅为荷载中心线与U肋对称轴重合时,在U肋对称中心点产生的瞬时效应。

关键词：多轴疲劳正交异性钢桥面板绝对值最大的主应力 U肋对接焊缝

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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

钢桥面板U肋与顶板焊根疲劳寿命预测方法对比分析

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郑州大学学报（工学版） 2015年第2期36卷 22-27页

作者：杨沐野吉伯海傅中秋徐汉江河海大学土木与交通学院江苏南京210098 苏州市航道管理处江苏苏州215000

为了对正交异性钢桥面板U肋与项板焊缝疲劳细节进行轮载作用下受力分析及损伤度预测影响因素分析,以南京长江三桥及实测车流数据为背景,建立多种有限元模型,对不同的疲劳效应计算方法进行对比分析.结果表明：钢桥面板的应力幅计算中,采... 详细信息

为了对正交异性钢桥面板U肋与项板焊缝疲劳细节进行轮载作用下受力分析及损伤度预测影响因素分析,以南京长江三桥及实测车流数据为背景,建立多种有限元模型,对不同的疲劳效应计算方法进行对比分析.结果表明：钢桥面板的应力幅计算中,采用国内车轮横向分布模型所计算的轮迹修正系数约为欧洲规范车轮横向分布模型的0.7 ～0.8倍.基于累计损伤破坏准则,名义应力法偏安全;有效缺口应力法的预测稳定性不够;针对文中钢桥面板细节的有限元疲劳寿命预测,1 mm热点应力法理论性强,结果稳定性好,结果最为精确.建议使用该方法对钢桥面板顶板与横隔板细节进行疲劳预测.

关键词：钢桥面板疲劳寿命预测轮载横向分布有限元模型

气动冲击作用下钢桥疲劳裂纹闭合深度影响因素研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2020年第2期44卷 337-341,347页

作者：孙童吉伯海袁周致远傅中秋河海大学土木与交通学院南京210098

针对气动冲击作用下钢桥裂纹闭合开展试验研究,以带人工裂纹平板试件为研究对象,考虑不同冲击方式、冲击参数、材料强度等因素下对裂纹闭合深度的影响.建立拉伸荷载作用下带扁平椭圆裂纹的扩展有限元模型,从应力强度因子的角度分析了不... 详细信息

针对气动冲击作用下钢桥裂纹闭合开展试验研究,以带人工裂纹平板试件为研究对象,考虑不同冲击方式、冲击参数、材料强度等因素下对裂纹闭合深度的影响.建立拉伸荷载作用下带扁平椭圆裂纹的扩展有限元模型,从应力强度因子的角度分析了不同裂纹闭合深度对裂纹扩展速率的影响.结果表明:三次冲击作用下,裂纹闭合表面较为平整且闭合深度更深.当裂纹宽度较小时,采用合理的冲击参数可获得较大的裂纹闭合深度,本次试验中,裂纹最大闭合深度可达2.0 mm.有限元结果显示,随着裂纹闭合深度增大,裂纹尖端应力强度因子大幅度下降,但增幅逐渐趋于平缓,从应力强度因子的角度表明了气动冲击作用对延缓裂纹扩展具有积极作用.

关键词：气动冲击疲劳裂纹裂纹闭合应力强度因子

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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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弯曲荷载下钢板贯穿开裂局部应力特征

工业建筑 2017年第5期47卷 17-21页

作者：姚悦傅中秋谢曙辉袁周致远吉伯海河海大学土木与交通学院南京210098

通过建立弯曲荷载作用下的平板贯穿裂纹有限元模型,模拟实桥桥面板贯穿开裂时的受力状态,进行最不利情况下的应力分析。提取应力、应力强度因子与J积分,研究钢板贯穿开裂时沿裂纹表面与板厚方向的局部应力特征,求解开裂角,研究钢板厚度... 详细信息

通过建立弯曲荷载作用下的平板贯穿裂纹有限元模型,模拟实桥桥面板贯穿开裂时的受力状态,进行最不利情况下的应力分析。提取应力、应力强度因子与J积分,研究钢板贯穿开裂时沿裂纹表面与板厚方向的局部应力特征,求解开裂角,研究钢板厚度对裂纹应力特征及裂纹扩展的影响。结果表明:裂纹尖端应力集中与应力突变现象明显,裂纹尖端存在应力辐射区;裂纹面受拉区面积增大,裂纹扩展加速,裂纹以张开型裂纹为主,弯曲荷载下贯穿裂纹扩展存在开裂角;钢板厚度越小,裂纹尖端应力集中现象越明显,裂纹越易扩展。

关键词：弯曲荷载钢板裂纹应力集中开裂角钢板厚度