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基于裂纹扩展的钢桥面板弧形切口疲劳性能研究

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森林工程 2023年第1期39卷 166-173,186页

作者：杨力河南省豫晋高速公路建设有限公司河南三门峡472200

为研究钢桥面板弧形切口疲劳性能,建立某三跨斜拉桥钢箱梁桥面板有限元节段模型,实现横隔板-纵肋连接焊缝的全过程模拟,分析不同弧形切口形式的残余应力分布。基于扩展有限元方法建立弧形切口细节实体子模型,对钢桥面板弧形切口疲劳性... 详细信息

为研究钢桥面板弧形切口疲劳性能,建立某三跨斜拉桥钢箱梁桥面板有限元节段模型,实现横隔板-纵肋连接焊缝的全过程模拟,分析不同弧形切口形式的残余应力分布。基于扩展有限元方法建立弧形切口细节实体子模型,对钢桥面板弧形切口疲劳性能进行研究。研究结果表明,弧形切口附近区域残余应力较大,峰值达200 MPa以上,在疲劳荷载与残余应力共同作用下弧形切口细节均处于受拉状态;弧形切口细节疲劳裂纹先沿初始裂纹方向向横隔板内部扩展,之后产生不同程度的偏转,欧洲规范推荐切口形式疲劳性能最优,Haibach形式疲劳性能相对较差。在进行钢桥面板设计时应充分考虑焊接残余应力的影响,选取疲劳性能较好的弧形切口形式。

关键词：钢桥面板弧形切口疲劳性能残余应力疲劳裂纹扩展

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弧形切口保乳术治疗乳腺癌患者的效果分析

华夏医学 2022年第3期35卷 77-80页

作者：梅小强陈秀春郭旭辉李利飞新密市中医院普外二科河南新密452370 河南省肿瘤医院乳腺科河南郑州450000

目的:分析弧形切口保乳术治疗乳腺癌患者的效果。方法:选取83例乳腺癌患者,依照手术方法不同分为两组。对照组41例,接受放射切口保乳术治疗,观察组42例,接受弧形切口保乳术治疗,比较两组治疗效果。结果:两组切口长度、手术时间比较,均... 详细信息

目的:分析弧形切口保乳术治疗乳腺癌患者的效果。方法:选取83例乳腺癌患者,依照手术方法不同分为两组。对照组41例,接受放射切口保乳术治疗,观察组42例,接受弧形切口保乳术治疗,比较两组治疗效果。结果:两组切口长度、手术时间比较,均无统计学差异(P>0.05);观察组术中失血量较对照组少(P切口感染、瘀斑、血肿发生率比较,均无统计学差异(P>0.05);两组术后1年转移率、复发率比较,均无统计学差异(P>0.05);术后6个月、1年,两组生存质量均得到提升,且观察组FACT-B评分较对照组高(P弧形切口保乳术治疗乳腺癌,美容效果显著,并能减少术中失血量,提高生存质量,安全性较高。

关键词：弧形切口放射切口保乳术乳腺癌美容

正交异性钢桥面横隔板弧形切口焊接残余应力分析

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焊接学报 2019年第8期40卷 131-137,149,I0006,I0007页

作者：黄炎李健朋吴其深圳市建筑工务署工程管理中心深圳518028 湖南大学长沙410082

为研究轮载压应力作用下弧形切口疲劳开裂机理,建立正交异性钢桥面板热弹塑性有限元模型,采用生死单元模拟了横隔板焊缝焊接过程,实现了焊接过程和焊缝凝结过程的热力耦合分析,得到了横隔板的焊接温度场和热应力场,获得了弧形切口残余... 详细信息

为研究轮载压应力作用下弧形切口疲劳开裂机理,建立正交异性钢桥面板热弹塑性有限元模型,采用生死单元模拟了横隔板焊缝焊接过程,实现了焊接过程和焊缝凝结过程的热力耦合分析,得到了横隔板的焊接温度场和热应力场,获得了弧形切口残余应力分布,并结合现场疲劳试验对弧形切口进行疲劳寿命评估.研究表明,焊接温度沿弧形切口变化显著,切口最小净截面处焊接残余拉应力达到了近300 MPa,耦合轮载作用下的压应力响应,弧形切口就会产生疲劳开裂的现象.

关键词：正交异性钢桥面板有限元分析弧形切口残余应力

2种弧形切口对RF构造细节疲劳性能影响的现场监测

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中国公路学报 2020年第1期33卷 87-99页

作者：祝志文李健朋黄炎钟国琛向泽汕头大学广东省高等学校结构与风洞重点实验室广东汕头515063 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

现场监测能真实反映结构的构造细节、边界约束和桥面加载条件,是正交异性钢桥面板疲劳评价最合理有效的方法之一。基于某正交异性桥面板钢箱梁桥,通过监测随机车流下同一车道紧邻的2个横隔板上疲劳敏感构造细节的应力响应时程,对比2种... 详细信息

现场监测能真实反映结构的构造细节、边界约束和桥面加载条件,是正交异性钢桥面板疲劳评价最合理有效的方法之一。基于某正交异性桥面板钢箱梁桥,通过监测随机车流下同一车道紧邻的2个横隔板上疲劳敏感构造细节的应力响应时程,对比2种不同弧形切口正交异性钢桥面板构造细节的应力响应;通过雨流计数法获取构造细节应力谱,再基于米勒线性累积损伤准则计算疲劳等效应力幅和等效加载次数;最后基于AASHTO LRFD规范条文计算相关构造细节的疲劳寿命。研究结果表明:横隔板弧形切口构造细节总应力是面内应力分量主导,小弧形切口峰值应力时面外应力对总应力的比不大于23%,而大弧形切口仅略减小到20%,但大弧形切口削弱了横隔板腹板,使得传递面内竖向应力的面积减小,反而增大了弧形切口构造细节的应力,因而大弧形切口构造细节的疲劳寿命仅为10.6年,低于小弧形切口的14.2年;对纵肋-横隔板(Rib-to-floorbeam,RF)焊缝构造细节而言,大弧形切口减轻了RF之间的相互约束,能一定程度减小RF纵肋侧和RF横隔板侧的应力响应;但增大了RF围焊处因弯曲产生的压应力,从而导致横向泊松效应在该构造细节处产生大的二次应力;采用小弧形切口时估计的纵肋-横隔板焊缝构造细节的疲劳寿命大于100年,而采用大弧形切口对应寿命仅为31年。研究结果可为正交异性钢桥面板抗疲劳设计和加固提供有益的参考。

关键词：桥梁工程正交异性钢桥面板现场监测疲劳弧形切口纵肋-横隔板构造应力分析

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UHPC-钢轻型组合桥面弧形切口受力分析

中国公路学报 2016年第9期29卷 75-81页

作者：张龙威赵华谭承君邵旭东曹君辉湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为解决正交异性钢桥面结构中的疲劳开裂问题,提出了一种新的结构体系——超高性能混凝土(UHPC)-钢轻型组合桥面结构,并应用于佛陈新桥。重点研究钢桥面受力最复杂的横隔板弧形切口位置的受力状态,基于传统沥青铺装和UHPC铺装两幅桥(佛... 详细信息

为解决正交异性钢桥面结构中的疲劳开裂问题,提出了一种新的结构体系——超高性能混凝土(UHPC)-钢轻型组合桥面结构,并应用于佛陈新桥。重点研究钢桥面受力最复杂的横隔板弧形切口位置的受力状态,基于传统沥青铺装和UHPC铺装两幅桥(佛陈新桥)的对比试验,选用35t和45t三轴车分别作为标准车和超重车分3个工况加载(正U肋、骑U肋、U肋间),得到弧形切口位置最不利的受力状态。通过试验数据校订有限元模型,采用《公路桥涵设计通用规范》中的550kN标准车进行加载,计算出不同工况下弧形切口位置2个主要疲劳细节的热点应力,并对其进行疲劳评估。研究结果表明:在同一工况下,2种结构(沥青铺装的钢桥面和UHPC-钢轻型组合桥面结构)中横隔板弧形切口各疲劳测点的应变分布规律相同;与沥青铺装层不同,UHPC层能与钢桥面协同受力,轻型组合桥面结构各疲劳测点的应变值明显低于传统沥青铺装钢桥面结构,实测的平均降幅为20%左右,最大降幅达到46.4%;疲劳评估中,UHPC幅各疲劳测点的热点应力幅(最大值为62.92 MPa)都低于疲劳极限值(69 MPa),确保佛陈新桥UHPC幅横隔板弧形切口在设计基准期内不开裂。

关键词：桥梁工程轻型组合桥面实桥试验弧形切口热点应力疲劳评估

基于断裂力学的横隔板弧形切口CFRP加固参数研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1046-1055页

作者：宋旭明罗祥威季苏瑶唐冕中南大学土木工程学院湖南长沙410075 南京地铁资源开发有限责任公司江苏南京210005

横隔板弧形切口疲劳开裂为正交异性钢桥面板的主要疲劳病害之一。为研究该部位的疲劳性能,分析碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)参数对加固效果的影响,首先,建立钢梁节段模型,在弧形切口应力幅最大处引入初始... 详细信息

横隔板弧形切口疲劳开裂为正交异性钢桥面板的主要疲劳病害之一。为研究该部位的疲劳性能,分析碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)参数对加固效果的影响,首先,建立钢梁节段模型,在弧形切口应力幅最大处引入初始裂纹,基于断裂力学理论得到疲劳荷载作用下横隔板弧形切口处的开裂模式及疲劳寿命;然后,建立CFRP板加固模型,改变各加固参数,对比不同初始裂纹条件下裂纹扩展过程中的应力强度因子变化规律,探究CFRP板长度、宽度、厚度、弹性模量以及胶层剪切模量等参数对加固效果的影响;最后,给出推荐加固参数组合。研究结果表明:横隔板弧形切口处疲劳裂纹为I型裂纹,疲劳寿命约为576.42万次;CFRP板加固能有效降低裂纹尖端应力强度因子幅值,但是CFRP板长度与宽度存在加固的临界尺寸,当尺寸大于这一临界值时,其对加固效果影响极小;CFRP板厚度、胶层剪切模量对加固效果的影响随参数增大而逐渐减弱;采用长×宽×厚为45.0 mm×30.0 mm×2.0 mm、弹性模量为460 GPa的CFRP板进行加固后,裂纹将不再扩展,疲劳寿命显著提高。

关键词：正交异性钢桥面板弧形切口断裂力学疲劳性能 CFRP加固参数分析

钢箱梁横隔板弧形切口疲劳性能及构造优化研究

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桥梁建设 2017年第5期47卷 18-23页

作者：柯璐林继乔李传习刘永明陈卓异长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室湖南长沙410114 佛山市路桥建设有限公司广东佛山528303 亚利桑那州立大学坦佩85287

横隔板弧形切口处疲劳开裂是钢箱梁的主要疲劳病害之一,为提高该细节的疲劳性能,确定其合理构造形式,以某悬索桥(加劲梁采用钢箱梁)为背景,建立钢箱梁节段有限元模型进行疲劳应力分析,基于P-M线性积伤律和Eurocode 3提供的S^N曲线计算... 详细信息

横隔板弧形切口处疲劳开裂是钢箱梁的主要疲劳病害之一,为提高该细节的疲劳性能,确定其合理构造形式,以某悬索桥(加劲梁采用钢箱梁)为背景,建立钢箱梁节段有限元模型进行疲劳应力分析,基于P-M线性积伤律和Eurocode 3提供的S^N曲线计算其疲劳寿命,比较6种国内外常用弧形切口的疲劳性能,并分析切口半径和横隔板厚度对疲劳应力的影响。结果表明:轮载作用下横隔板弧形切口处存在明显的拉、压应力集中区;疲劳裂纹萌生于压应力集中区,裂纹扩展方向与主压应力方向基本垂直;弧形切口的形式显著影响其疲劳性能,国内外典型孔型中,圆弧+直线方案(孔型4)为刚性横隔板弧形切口的最佳孔型;适当增加孔型4的切口半径和横隔板厚度有利于提高其疲劳寿命,增加切口半径较增加板厚效果更好。

关键词：钢箱梁横隔板弧形切口疲劳性能构造优化疲劳裂纹有限元法

货运繁重公路正交异性板钢桥弧形切口的疲劳性能

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中国公路学报 2017年第3期30卷 104-112页

作者：祝志文黄炎向泽麦鹏湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 佛山市路桥建设有限公司广东佛山528000

为研究货运繁重公路上某正交异性钢桥面弧形切口开裂现象,基于动态称重系统(WIM)得到了疲劳车模型,并建立了钢箱梁节段模型和桥面板子模型,开展了该钢桥弧形切口应力响应分析和疲劳寿命评估。研究表明:横隔板弧形切口的应力局部效应非... 详细信息

为研究货运繁重公路上某正交异性钢桥面弧形切口开裂现象,基于动态称重系统(WIM)得到了疲劳车模型,并建立了钢箱梁节段模型和桥面板子模型,开展了该钢桥弧形切口应力响应分析和疲劳寿命评估。研究表明:横隔板弧形切口的应力局部效应非常明显,其横桥向应力影响线长度在2个纵肋范围左右,纵桥向应力影响线长度在2个横隔板范围左右;弧形切口仅能分辨轴组,而不能分辨轴组内单轴,因而1辆疲劳车加载可以在弧形切口产生2个大应力幅,分别对应中间双联轴和后面的三联轴;弧形切口在最小净截面处存在显著应力集中,周围存在明显的应力梯度,越靠近弧形切口边缘,应力梯度越明显,其最大主应力方向与实桥开裂形态相符;面内应力显著主导弧形切口应力响应,横隔板存在一定的面外变形,适当增加横隔板的厚度,可有效降低弧形切口应力水平;考虑轮载横桥向分布,纵肋R18和R19之间的弧形切口疲劳寿命为6~13年,这与实桥弧形切口疲劳开裂时间和位置均比较吻合;货车通行比例高、通行量大和超载严重是导致该桥过早出现疲劳开裂的主要原因;提出的实测疲劳车模型能为货运繁重公路上的钢桥,特别是正交异性钢桥面板疲劳设计和评价提供重要的参考。

关键词：桥梁工程正交异性板钢桥有限元分析弧形切口疲劳车模型

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横隔板弧形切口疲劳性能及构造研究

应用力学学报 2020年第5期37卷 2265-2273,I0030页

作者：郭建博陇东学院土木工程学院庆阳745000 甘肃省高校黄土工程性质与工程应用省级重点实验室庆阳745000

为提高柔性横隔板弧形切口的疲劳性能,确定其合理的构造型式,以某公路钢箱梁桥为背景,采用ANSYS软件建立了精细化的节段模型,进行了弧形切口的应力响应分析;基于热点应力法,采用IIW推荐的S-N曲线,结合P-M线性累计损伤律对弧形切口的疲... 详细信息

为提高柔性横隔板弧形切口的疲劳性能,确定其合理的构造型式,以某公路钢箱梁桥为背景,采用ANSYS软件建立了精细化的节段模型,进行了弧形切口的应力响应分析;基于热点应力法,采用IIW推荐的S-N曲线,结合P-M线性累计损伤律对弧形切口的疲劳寿命进行了评估;研究了目前常用的切口型式的受力对横隔板高度和厚度变化的敏感性。研究结果表明:原设计中横隔板与U肋相交焊缝末端处细节的疲劳寿命仅2.2年,弧形切口自由边的细节为无限寿命;对于几种常见切口型式,随着横隔板高度的增加,最大主拉应力呈先减小再增大的变化趋势,而最大主压应力呈单调增大趋势;高度一定时,随着横隔板厚度的增加,弧形切口的主应力均减小;若将原设计柔性横隔板的高度由450mm增加至650mm、将厚度由8mm增至10mm,可将弧形切口的最大主拉应力减小44.3%;将最大主压应力减小16.4%。

关键词：横隔板弧形切口疲劳裂纹热点应力疲劳寿命切口型式