考虑焊接残余应力的波形钢腹板PC梁关键细节疲劳可靠度研究

来源：计算力学学报杂志2023年第1期北京时间：

作者：刘扬,马威,张海萍,邓扬

单位：湖南工业大学 土木工程学院, 株洲, 412007,湖南工业大学 土木工程学院, 株洲, 412007,湖南工业大学 土木工程学院, 株洲, 412007,北京建筑大学 土木与交通工程学院, 北京 100044

摘要：焊接残余应力对波形钢腹板细节疲劳寿命的影响不可忽略，本文以头道河大桥为工程背景，基于ABAQUS有限元软件，建立波形钢腹板焊接构件数值模型，提出不同波折角度的波形钢腹板残余应力模型。采用瞬态分析方法，分析6种典型车辆作用下波折角区域焊缝细节的应力时程。在此基础上，构建考虑焊接残余应力和车辆荷载共同作用下的波形钢腹板细节疲劳极限状态方程，讨论不同波折角度和交通增长率对疲劳可靠度指标的影响规律。研究表明，翼缘板-波形钢腹板焊接构件斜边两侧的纵向残余应力呈对称分布，焊接细节转角区域圆弧外侧的纵向残余应力整体高于圆弧内侧，随着波折角度的增加，两侧焊缝附近的纵向残余应力变大；在桥梁设计基准期取100年时，30°波折角度焊缝细节疲劳可靠度是60°波折角度的1.05倍；交通量的线性增长对头道河大桥焊缝细节的疲劳可靠度影响较大，不考虑交通增长率的焊缝细节疲劳可靠度是α=5%的1.84倍。

关键词：桥梁工程,波形钢腹板梁,断裂力学,疲劳可靠度,焊接残余应力,

基金资助：国家自然科学基金面上项目（52178207）资助.