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钢板梁桥腹板间隙变形及力学特征

华东交通大学学报 2022年第2期39卷 35-44页

作者：姚悦吉伯海高玉强傅中秋河海大学土木与交通学院江苏南京210098

为更准确的模拟钢板梁桥腹板间隙的变形与力学特征,建立四跨连续钢板组合梁桥全局模型,考虑了多种主梁结构形式,分析腹板间隙局部的变形特征。基于该变形特征,建立了相应的梁段计算模型,并通过实桥应力测试数据与有限元计算结果验证了... 详细信息

为更准确的模拟钢板梁桥腹板间隙的变形与力学特征,建立四跨连续钢板组合梁桥全局模型,考虑了多种主梁结构形式,分析腹板间隙局部的变形特征。基于该变形特征,建立了相应的梁段计算模型,并通过实桥应力测试数据与有限元计算结果验证了该模型的正确性。考虑腹板间隙长度小、厚度大的构造特征,采用模型进一步明确腹板间隙的剪应力与正应力特征。结果表明:腹板间隙受到“转角”与“位移”的共同作用,将腹板间隙简化为两端固结且受到转角与位移共同作用的梁体,更符合该构造实际受力特征。腹板间隙端部的剪应力与正应力作用比例与荷载无关,仅与腹板间隙的长度与厚度有关,可为该细节的多轴评估提供依据。

关键词：钢板梁桥腹板间隙梁段计算模型变形应力

考虑车桥耦合振动的钢梁桥腹板间隙的疲劳分析

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中外公路 2017年第4期37卷 89-95页

作者：邓露屈夏霞王维湖南大学土木工程学院风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

分析钢梁桥腹板间隙的疲劳问题时,其应力通常是基于疲劳荷载作用下的静应力叠加一个动力冲击系数来确定。已有研究表明:规范中的疲劳冲击系数低估了实际路面状况下的车辆动力冲击效应,往往导致腹板间隙的实际疲劳寿命低于设计寿命。基... 详细信息

分析钢梁桥腹板间隙的疲劳问题时,其应力通常是基于疲劳荷载作用下的静应力叠加一个动力冲击系数来确定。已有研究表明:规范中的疲劳冲击系数低估了实际路面状况下的车辆动力冲击效应,往往导致腹板间隙的实际疲劳寿命低于设计寿命。基于此现状,研究了在假定的车辆和环境条件下路面的退化规律。建立了几座不同跨径的简支Ⅰ型钢梁桥和疲劳车的三维模型,通过车桥耦合振动分析,研究了实际桥面状况下车辆荷载动力效应对腹板间隙产生的应力幅冲击系数,并评估了腹板间隙的疲劳寿命。结果表明:基于腹板间隙应力幅计算的冲击系数大于传统基于应力的冲击系数;美国AASHTO桥梁规范中采用的疲劳冲击系数在路面条件较差时低估了车辆荷载动力效应。最后提出了腹板间隙疲劳评估应力幅冲击系数建议取值。

关键词：腹板间隙钢梁桥车桥耦合振动应力幅冲击系数疲劳评估

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钢板梁桥腹板间隙面外变形影响因素分析研究

公路 2018年第12期63卷 107-111页

作者：闫生龙魏孟春中交第一公路勘察设计研究院有限公司天津市市政工程设计研究院

以直桥和斜桥两种桥型为例,对我国公路钢桥标准疲劳车荷载作用下的钢板梁桥进行了数值分析,研究了腹板间隙大小、腹板厚度、主梁高度、混凝土桥面板厚度和横撑刚度对钢板梁桥腹板间隙面外变形的影响。参数分析表明,相关参数变化时,两种... 详细信息

以直桥和斜桥两种桥型为例,对我国公路钢桥标准疲劳车荷载作用下的钢板梁桥进行了数值分析,研究了腹板间隙大小、腹板厚度、主梁高度、混凝土桥面板厚度和横撑刚度对钢板梁桥腹板间隙面外变形的影响。参数分析表明,相关参数变化时,两种钢板梁桥中腹板间隙处应力的变化规律基本一致。对比两种钢板梁桥的分析结果发现:斜钢板梁桥中腹板间隙处应力受腹板间隙大小的影响较大,直钢板梁桥中腹板间隙处应力受腹板厚度、主梁高度和混凝土桥面板厚度的影响较大;横撑刚度对两种钢板梁桥的腹板间隙处应力基本没有影响。

关键词：钢板梁桥面外变形腹板间隙应力

考虑车桥耦合振动的钢梁桥腹板间隙的疲劳分析

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考虑车桥耦合振动的钢梁桥腹板间隙的疲劳分析

作者：屈夏霞湖南大学

学位级别：硕士

钢桥平面外变形是钢桥抗疲劳设计的一大难点,钢桥腹板间隙微小的平面外变形可以产生很大的弯曲应力,导致腹板间隙疲劳裂纹的萌发和扩展,萌生于主梁腹板上的疲劳裂纹严重威胁了桥梁的设计使用寿命。许多学者通过静力分析或者在静力分析... 详细信息

钢桥平面外变形是钢桥抗疲劳设计的一大难点,钢桥腹板间隙微小的平面外变形可以产生很大的弯曲应力,导致腹板间隙疲劳裂纹的萌发和扩展,萌生于主梁腹板上的疲劳裂纹严重威胁了桥梁的设计使用寿命。许多学者通过静力分析或者在静力分析的基础上叠加一个动力冲击系数来考虑车辆荷载的动力效应对腹板间隙应力的影响。然而,在桥面不平整度较差的情况下,规范中的疲劳动力冲击系数可能低估了车辆动力冲击效应,往往导致腹板间隙的实际疲劳寿命低于设计寿命。为了更准确的研究桥面不平整度退化过程中车辆荷载动力效应对腹板间隙疲劳寿命的影响,本文的研究内容和主要结果如下:（1）根据AASHTO桥梁设计规范建立了 4座不同跨径的I型简支钢梁桥的有限元模型和疲劳车的三维模型;通过疲劳车移动加载分析了腹板间隙的应力分布规律,并研究了桥梁跨径和腹板间隙长度对腹板间隙应力的影响程度。结果表明腹板间隙长度对腹板间隙应力的影响较小,桥梁跨径是影响腹板间隙应力的主要因素。（2）在假定的交通量和环境条件下,研究了桥面不平整度的退化过程,得到桥面不平整度从一个等级退化到另一个等级过程中所需的时间和通过车辆的数量,以及桥面不平整度处于不同等级所占的时间比例。（3）根据桥梁和车辆接触点的作用力和位移关系建立三维车桥耦合振动模型,采用模态叠加技术和四阶伦格库塔法求解,通过数值分析获得不同桥面不平整度等级下腹板间隙的应力和应力幅水平,和不平整度退化过程中车辆荷载动力效应对I型简支钢梁桥腹板间隙的应力和应力幅冲击系数。结果表明:基于腹板间隙应力幅计算的冲击系数大于传统基于应力的冲击系数;AASHTO规范中采用的疲劳冲击系数0.15在不平整度较差时低估了车辆荷载动力效应对腹板间隙疲劳寿命的影响,基于此本文提出用于腹板间隙疲劳寿命评估的应力幅冲击系数建议值。（4）本文采用基于MATLAB编写的雨流计数程序统计疲劳车通过时腹板间隙产生的应力幅,基于S-N曲线并结合Palmgren-Miner线性累积损伤准则对钢桥腹板间隙进行疲劳寿命评估。研究结果表明:定期进行桥面维护可以有效减小腹板间隙的疲劳损伤并延长腹板间隙的疲劳寿命。本文建议的腹板间隙应力幅冲击系数和路面养护时间对评估和延长腹板间隙的疲劳寿命具有重要意义。

关键词：腹板间隙钢梁桥车桥耦合振动应力幅冲击系数疲劳评估

基于三维激光扫描技术测量叶片腹板合模间隙尺寸

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复合材料科学与工程 2020年第11期 66-70页

作者：刘晓彬朱坤毛义梅高雁辉北玻院(滕州)复合材料有限公司滕州277599 北京玻钢院复合材料有限公司北京102101

叶片腹板粘接胶层厚度预测通常是在叶片试合模过程中压橡皮泥,测量的橡皮泥厚度为腹板粘接胶层厚度。本文提出利用三维激光扫描技术扫描叶片蒙皮和腹板外形,通过模拟合模方式形成合模模型并测量合模腹板间隙的测量方法。本文将通过三维... 详细信息

叶片腹板粘接胶层厚度预测通常是在叶片试合模过程中压橡皮泥,测量的橡皮泥厚度为腹板粘接胶层厚度。本文提出利用三维激光扫描技术扫描叶片蒙皮和腹板外形,通过模拟合模方式形成合模模型并测量合模腹板间隙的测量方法。本文将通过三维激光扫描对腹板合模间隙进行测量得到的数据与试合模所压橡皮泥的数据进行对比,发现两者测试数据相近,可将三维激光扫描测量作为叶片腹板合模间隙的测量方法,实现免试合模过程,同时分析了影响测量精度的主要因素。

关键词：风电叶片三维激光扫描腹板间隙合模粘接复合材料

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钢桥腹板间隙面外变形加固有限元分析

湖南交通科技 2017年第1期43卷 99-103页

作者：魏孟春苏航徐伟博郭文杰天津市市政工程设计研究院天津300392

在车辆荷载作用下,钢板梁桥的腹板间隙处会出现由于面外变形引起的疲劳裂纹。通过腹板间隙处开裂前后及加固前后的有限元模型,分析车辆通过几种不同桥梁过程中腹板间隙处面外变形、横撑力和应力的变化历程。分析结果表明在疲劳车辆荷载... 详细信息

在车辆荷载作用下,钢板梁桥的腹板间隙处会出现由于面外变形引起的疲劳裂纹。通过腹板间隙处开裂前后及加固前后的有限元模型,分析车辆通过几种不同桥梁过程中腹板间隙处面外变形、横撑力和应力的变化历程。分析结果表明在疲劳车辆荷载作用下,腹板与翼缘板的焊趾细节的应力可以达到150 MPa左右,加劲肋与腹板的焊趾处应力可以达到110 MPa;当出现疲劳裂缝之后,间隙处面外变形会陡增,横撑传递到该细节的力也会降低到很低的水平;角钢加固可以有效降低细节处的面外变形,横撑与主梁间的连接刚度会因此变大,使得主梁间横撑对主梁的横向力增大,这就要求维修后该细节要承受更大的横向力。

关键词：钢板梁桥腹板间隙面外变形疲劳开裂维修加固

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钢桥腹板间隙的面外变形疲劳行为数值分析

钢桥腹板间隙的面外变形疲劳行为数值分析

作者：成锋长安大学

学位级别：硕士

如何确保钢桥的疲劳使用安全一直是桥梁工程界关注的重要研究课题。早期建造的钢桥,由于当时焊接施工水平不高,设计者对疲劳的认识和考虑亦不充分,导致钢桥疲劳开裂问题十分严重。美国里海大学的最新研究结果表明钢桥中的疲劳裂纹90%为... 详细信息

如何确保钢桥的疲劳使用安全一直是桥梁工程界关注的重要研究课题。早期建造的钢桥,由于当时焊接施工水平不高,设计者对疲劳的认识和考虑亦不充分,导致钢桥疲劳开裂问题十分严重。美国里海大学的最新研究结果表明钢桥中的疲劳裂纹90%为面外变形疲劳裂纹,而面外变形疲劳中有很大一部分是由于腹板间隙面外变形而造成的疲劳开裂。本文参考国内外钢桥腹板间隙面外变形疲劳的文献,利用有限元数值分析方法,针对直桥、弯桥和斜桥三种典型桥梁分别分析了结构中腹板间隙面外变形疲劳的受力行为,并对各个桥型的关键影响因素进行了参数分析,从而确定控制腹板间隙面外变形疲劳的主要结构参数,同时探究了钢桥腹板间隙面外变形的维修策略。本文的主要研究工作如下： 1.总结了国内外有关钢桥腹板间隙面外变形疲劳问题及其维修策略的研究成果和研究方法。 2.针对几种典型桥梁分别建立了三维有限元数值分析模型对钢桥腹板间隙面外变形疲劳进行分析,探讨不同桥型下钢桥腹板间隙面外变形疲劳行为的差异性。 3.根据几种典型桥梁下产生不同的面外变形应力,分别进行了参数分析,研究间隙大小、腹板厚度、横撑刚度、横撑类型、桥梁跨径、弯桥的曲率半径以及斜桥的斜交角等关键结构参数,对腹板间隙面外变形应力值的影响,从而确定控制腹板间隙面外变形疲劳的主要结构参数。 4.结合钢桥面外变形疲劳行为的有限元分析以及参数分析结果,研究了钢桥腹板间隙面外变形疲劳问题的维修加固方法,对进一步的维修加固提出了建议。

关键词：钢桥腹板间隙面外变形疲劳应力维修策略

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弯桥腹板间隙面外变形疲劳应力分析

弯桥腹板间隙面外变形疲劳应力分析

中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届（ASSF-2010...

作者：王春生成锋长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室

在车辆荷载作用下,多主梁桥在荷载横向传递过程中主梁间产生挠度差,导致腹板间隙处会产生显著面外变形,从而形成数值较大的面外弯曲应力,并在此处域萌生疲劳裂纹。本文采用ANSYS大型通用有限元软件对一座三跨连续弯钢板梁桥进行三维数... 详细信息

在车辆荷载作用下,多主梁桥在荷载横向传递过程中主梁间产生挠度差,导致腹板间隙处会产生显著面外变形,从而形成数值较大的面外弯曲应力,并在此处域萌生疲劳裂纹。本文采用ANSYS大型通用有限元软件对一座三跨连续弯钢板梁桥进行三维数值模拟,研究腹板间隙处面外变形所致的复杂应力状态。同时,采用公路钢桥标准疲劳车辆荷载进行加载,腹板间隙处面外变形应力达331.4MPa,在这样高的应力幅作用下,钢梁腹板间隙处极易萌生疲劳裂纹,桥梁疲劳寿命会显著缩短,而且存在裂纹失稳扩展的危险,因此结构面外变形引起的疲劳开裂不容忽视。

关键词：弯钢桥腹板间隙面外变形疲劳应力标准疲劳车

来源： cnki会议评论

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钢桥腹板间隙面外变形疲劳研究综述

钢桥腹板间隙面外变形疲劳研究综述