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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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基于应力应变疲劳准则的混凝土疲劳寿命分析

清华大学学报(自然科学版) 2023年

作者：张书马睿胡昱李庆斌清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室

疲劳荷载作用下混凝土疲劳寿命评估对保障结构安全、实现稳定服役至关重要,应力与应变共同决定了材料疲劳破坏行为。该文根据应力应变疲劳准则约束关系,构造了描述混凝土疲劳状态的疲劳加载曲面函数。研究表明,混凝土疲劳加载曲面函数... 详细信息

疲劳荷载作用下混凝土疲劳寿命评估对保障结构安全、实现稳定服役至关重要,应力与应变共同决定了材料疲劳破坏行为。该文根据应力应变疲劳准则约束关系,构造了描述混凝土疲劳状态的疲劳加载曲面函数。研究表明,混凝土疲劳加载曲面函数随疲劳循环次数呈现出单调递增的规律,这为建立混凝土疲劳状态的等效函数提供了条件;混凝土疲劳加载曲面函数可采用线性等效形式,而系数可通过混凝土疲劳加载过程中的特征点来标定。该文提出了MRS(maximum R-Square)算法以保证等效描述结果的有效性,用等效疲劳循环次数来量化混凝土的疲劳应力应变状态,并给出了相应的评估流程和指标。该研究为混凝土的疲劳寿命分析提供了有效手段。

关键词：疲劳应力疲劳应变等效求解状态评估疲劳循环次数

钢箱梁横隔板-U肋交接部位疲劳应力有限元分析

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武汉大学学报（工学版） 2018年第2期51卷 132-138,177页

作者：柯璐李传习刘永明陈卓异林继乔长沙理工大学桥梁结构安全控制湖南省工程实验室湖南长沙410004 亚利桑那州立大学坦陂85281 佛山市路桥建设有限公司广东佛山528303

为探索钢箱梁横隔板-U肋交接部位疲劳应力（包括焊接接头热点应力以及钢板母材疲劳应力）的有限元分析方法,采用ABAQUS分别建立钢箱梁体壳混合有限元模型和纯板单元模型,计算轮载作用下的构造疲劳应力,分析了单元类型、网格精度及表面... 详细信息

为探索钢箱梁横隔板-U肋交接部位疲劳应力（包括焊接接头热点应力以及钢板母材疲劳应力）的有限元分析方法,采用ABAQUS分别建立钢箱梁体壳混合有限元模型和纯板单元模型,计算轮载作用下的构造疲劳应力,分析了单元类型、网格精度及表面外推方法对计算疲劳应力的影响.得到以下结论：1）单元类型与网格尺寸是构造细节计算疲劳应力的主要影响因素,外推方法对热点应力也存在较大影响;2）热点应力计算建议采用高阶的四面体或六面体单元,局部单元网格划分至1/4板厚;3）采用表面外推法计算焊趾热点应力时,应力取值点宜位于距焊趾0.5t（t为板厚）以外,建议采用DNV等船级社推荐的三点二次外推法,该结论对于焊缝a类、c类热点均适用;4）对于弧形切口母材局部应力,采用体单元时单元应划分至1.3mm,采用板单元时应划分至0.3mm,板单元计算应力较体单元普遍偏小,建议采用二阶体单元以准确模拟板厚方向的非线性应力分布.

关键词：钢箱梁焊接接头疲劳应力单元类型网格尺寸

钢箱-混凝土组合桥梁防腐涂层的疲劳应力分析

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涂料工业 2020年第10期50卷 7-14页

作者：赵富康蔺鹏臻颜维毅李杰魏亚鹏兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室兰州730070 兰州交通大学建筑与城市规划学院兰州730070

为分析钢箱-混凝土组合桥梁防腐涂层在疲劳应力下的破损机理,基于应力等效原则,采用ANSYS软件建立了钢箱-混凝土组合桥应力最大部位的局部非线性分析模型,分析了涂装及钢结构基材在车辆疲劳荷载下的疲劳应力及涂层的裂缝发展模式。结果... 详细信息

为分析钢箱-混凝土组合桥梁防腐涂层在疲劳应力下的破损机理,基于应力等效原则,采用ANSYS软件建立了钢箱-混凝土组合桥应力最大部位的局部非线性分析模型,分析了涂装及钢结构基材在车辆疲劳荷载下的疲劳应力及涂层的裂缝发展模式。结果表明:涂层在未达到其极限强度以前,随疲劳循环次数的不断增大,涂层在一定范围内越厚,界面拉应力越小,界面剪应力越大,界面融合性越好,抗疲劳性越强。跨中最大应力部位的涂层因界面拉应力过大将出现拉裂破坏。对于本工程涂层,考虑钢结构最大应力部位的疲劳作用,150 pm涂层面漆层的疲劳寿命约为17.8 a、300 pm涂层面漆层寿命可达22.8 a,因此在设计时应该充分考虑疲劳应力对涂层破损失效的影响。

关键词：钢箱-混凝土组合桥防腐涂层有限元法疲劳应力

城轨钢箱梁U肋正交异性钢桥面板疲劳应力的正交化计算方法

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建筑科学与工程学报 2020年第6期37卷 100-107页

作者：叶华文段智超王天琦刘安双漆勇西南交通大学土木工程学院四川成都610031 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司重庆401121

针对城轨钢箱梁正交异性桥面板关键构造疲劳应力问题,基于有限元方法提出正交化计算方法。首先计算典型正交异性钢桥面构造疲劳应力在城轨A型车和B型车作用下的纵向影响范围及最不利加载位置,并分析减振垫、吊点横隔板、轨下纵梁和道床... 详细信息

针对城轨钢箱梁正交异性桥面板关键构造疲劳应力问题,基于有限元方法提出正交化计算方法。首先计算典型正交异性钢桥面构造疲劳应力在城轨A型车和B型车作用下的纵向影响范围及最不利加载位置,并分析减振垫、吊点横隔板、轨下纵梁和道床板等参数的影响。然后根据大量工程实桥设计参数统计提出轨道交通桥梁正交异性板钢箱梁基准计算模型,并建立基准计算模型的空间有限元模型,通过数值计算得到顶板厚度、横隔板高度、横隔板间距、轨下纵梁高度及2种常见开孔形式等关键设计参数的影响系数,基于正交化方法提出不同设计参数条件下正交异性桥面板结构细节的疲劳应力计算公式。最后通过算例验证了正交化计算方法的可靠性和适用性。结果表明:城轨A型车在疲劳荷载作用下结构受力最不利;轨下纵梁刚度对疲劳应力有显著影响。

关键词：城市轨道交通桥梁正交异性桥面板 U肋疲劳应力正交化方法

钢板梁桥水平节点板腹板间隙面外变形疲劳应力分析

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现代工程科技 2022年第5期1卷 5-10页

作者：崔冰中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430014 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430014 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430014

分别对直桥、斜桥以及弯桥进行全桥三维数值模拟,分析各类钢板梁桥水平节点板的腹板间隙疲劳应力分布。通过对各类结构参数对疲劳性能的影响进行分析,计算结果表明:在车辆荷载的作用下,水平节点板的腹板间隙处存在面外变形,在腹板-加劲... 详细信息

分别对直桥、斜桥以及弯桥进行全桥三维数值模拟,分析各类钢板梁桥水平节点板的腹板间隙疲劳应力分布。通过对各类结构参数对疲劳性能的影响进行分析,计算结果表明:在车辆荷载的作用下,水平节点板的腹板间隙处存在面外变形,在腹板-加劲肋焊趾引起较大的纵向拉应力,极易萌生疲劳裂纹;腹板间隙、腹板厚度、节点板形式、桥梁跨径、斜交角、平曲线半径等因素对面外变形与疲劳应力的影响较大,节点板厚度和平联刚度对面外变形与疲劳应力几乎无影响。

关键词：桥梁工程钢板梁桥水平节点板面外变形疲劳疲劳应力

钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节疲劳应力特征

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南京工业大学学报（自然科学版） 2021年第3期43卷 381-389页

作者：刘青茹吉伯海姚悦傅中秋河海大学土木与交通学院江苏南京210098

为研究钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节的疲劳应力特征,通过建立四跨连续钢板梁桥整体有限元模型以及无横梁处、小横梁处主梁两种节段有限元模型,提取疲劳荷载移动下的两主梁竖向位移差,对比分析无横梁与小横梁两种情况主梁相对... 详细信息

为研究钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节的疲劳应力特征,通过建立四跨连续钢板梁桥整体有限元模型以及无横梁处、小横梁处主梁两种节段有限元模型,提取疲劳荷载移动下的两主梁竖向位移差,对比分析无横梁与小横梁两种情况主梁相对竖向位移的差异及原因,进一步提取主梁与竖向加劲肋连接细节应力,讨论无横梁与小横梁两种情况主梁与竖向加劲肋连接细节疲劳应力的差异,得到钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节的疲劳易损部位。结果表明:车辆荷载对主梁构造应力顺桥向影响范围为荷载所在跨范围内,横桥向对无横梁处主梁的竖向位移差影响效果更大;无横梁处主梁在主梁腹板与下翼缘连接焊缝的焊趾处有较大拉应力,而小横梁处主梁在竖向加劲肋与主梁腹板围焊端部的焊趾处产生更大的拉应力。

关键词：钢板组合梁桥疲劳应力应力特征车辆荷载竖向位移

ERS铺装对钢桥面板疲劳应力影响的测试与分析

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公路交通科技 2017年第2期34卷 68-74,92页

作者：翟慕赛王春生瞿天宇唐友明长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学公路大型结构安全教育部工程研究中心陕西西安710064

为研究树脂沥青组合体系(ERS)铺装对钢桥面板疲劳应力的影响,开展钢箱梁桥面板现场试验研究。采用总重200 k N的两轴卡车加载,铺装前后分别进行了390个静力工况测试,获取了铺装前后的钢桥面板典型细节应力响应面与响应线。基于现场测试... 详细信息

为研究树脂沥青组合体系(ERS)铺装对钢桥面板疲劳应力的影响,开展钢箱梁桥面板现场试验研究。采用总重200 k N的两轴卡车加载,铺装前后分别进行了390个静力工况测试,获取了铺装前后的钢桥面板典型细节应力响应面与响应线。基于现场测试数据建立钢桥面板有限元模型,研究了气温和铺装厚度变化对典型细节疲劳应力的影响。运营期间对钢桥面板进行长期动应变监测,分别选取不同季节连续24 h内实测应力谱进行应力幅分析与疲劳损伤评估。结果表明:ERS铺装使得钢桥面板疲劳应力水平降低7.1%~46.5%,对纵肋与顶板连接细节影响最大;气温和铺装厚度的变化对不同细节疲劳应力的影响差异显著;相同车流作用下冬季实测峰值应力幅约为夏季的50%,秋季峰值应力幅约为夏季的70%;夏季产生的疲劳损伤是秋季的2.5倍,是冬季的15倍以上,建议钢桥面板疲劳验算或评估时充分考虑桥面铺装温度和厚度的影响。

关键词：桥梁工程钢桥面板现场测试疲劳应力 ERS铺装

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转向架构架疲劳应力计算与评估

山东交通学院学报 2022年第1期30卷 9-15页

作者：兰清群王伟安徽交通职业技术学院安徽合肥230051 合肥市轨道交通集团有限公司运营分公司安徽合肥230000

为评估某低地板车辆焊接转向架构架的疲劳强度,采用ANSYS有限元仿真软件搭建转向架构架三维有限元模型,分别计算母材、打磨的焊缝边缘部位和不打磨的焊缝边缘部位的3组包络线的许用应力,与11种动载荷的组合变化应力相比较,评价构架的疲... 详细信息

为评估某低地板车辆焊接转向架构架的疲劳强度,采用ANSYS有限元仿真软件搭建转向架构架三维有限元模型,分别计算母材、打磨的焊缝边缘部位和不打磨的焊缝边缘部位的3组包络线的许用应力,与11种动载荷的组合变化应力相比较,评价构架的疲劳强度是否满足设计要求。结果表明:转向架构架母材和打磨过的焊缝边缘部位疲劳强度满足要求;在转向架构架安全裕量较小的焊缝部位必须打磨才能满足疲劳强度要求。

关键词：车辆转向架构架疲劳应力