港珠澳大桥正交异性钢桥面板纵肋现场接头疲劳特性

来源：中国血液净化杂志2016年第12期北京时间：

作者：黄云, 张清华, 卜一之, 李乔

单位：西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031

摘要：为研究正交异性钢桥面板钢箱梁结构纵肋现场接头的疲劳性能，以港珠澳大桥中2类典型闭口截面U形纵肋的现场接头（焊接与栓接）作为研究对象，对其疲劳特性进行了试验和理论研究。依据实桥结构尺寸设计了2组4个足尺试件模型，并对现场焊接与栓接2种常用接头形式在设计寿命服役期内的疲劳性能进行了试验验证，在此基础上，对既有正交异性钢桥面板疲劳损伤案例中占比例较高的焊接接头疲劳损伤特性进行了相关疲劳试验与疲劳性能评估；通过在焊缝两侧对称布置2排电阻应变计获得不同疲劳加载次数下各测点的主拉应力实测值，揭示了焊接接头局部区域主拉应力随疲劳加载次数的变化规律，并结合超声波与磁粉探伤判断焊缝位置裂纹的萌生状况；分别建立实体与板壳有限元模型，计算出用于焊接接头疲劳评估的等效结构应力幅，探讨了结构应力法应用于该类细节疲劳评估的可行性和合理性。研究结果表明：2类纵肋现场接头中各关键测点的主拉应力在疲劳验证试验阶段基本保持不变，其疲劳性能均满足设计要求且具有一定的安全储备；随疲劳加载次数的增加，疲劳裂纹萌生初期的累积损伤会引起附近局部区域结构刚度下降，导致该区域内的主拉应力值出现不同幅度的增大；结构应力法适用于正交异性钢桥面板纵肋现场焊接接头部位的疲劳性能评估，且评估结果稳定、离散性较小。

关键词：桥梁工程,正交异性钢桥面板,结构应力法,纵肋现场接头,疲劳试验,疲劳性能评估

基金资助：“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAG07B03）；国家自然科学基金项目（50908192,51178394,51578455）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（2682014CX078）