应力比对钢桥腹板间隙面外变形疲劳性能的影响试验

来源：中国血液净化杂志2017年第3期北京时间：

作者：王春生, 王雨竹, 崔冰, 瞿天宇, 孙宇佳

单位：1. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064;2. 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

摘要：为研究应力比对钢桥面外变形疲劳性能的影响，通过足尺疲劳试验对不同应力比循环荷载作用下钢桥腹板间隙典型细节的疲劳裂纹萌生和扩展机理进行研究。采用5个足尺试件开展了疲劳试验，研究了40 mm和60 mm腹板间隙在不同应力比循环荷载作用下的裂纹萌生和扩展行为，分析了腹板间隙处腹板与竖向加劲肋焊趾细节应力随着循环荷载变化的规律，得到了应力比对该构造细节面外变形疲劳性能的影响。研究结果表明：腹板间隙处腹板与竖向加劲肋焊趾处面外变形疲劳性能受应力比影响较大，疲劳裂纹从焊趾处萌生后远离竖向加劲肋在腹板内扩展；腹板间隙为40 mm、应力比小于0.3时，腹板与竖向加劲肋焊趾处的细节疲劳强度为AASHTO规范中D类和Eurocode规范中的71类；应力比大于0.3且小于0.5时，该细节的疲劳强度降为AASHTO规范中E'类和Eurocode规范中的45类；腹板间隙为60 mm、应力比小于0.3时，腹板与竖向加劲肋焊趾处的细节疲劳强度为AASHTO规范中C类和Eurocode规范中的100类；应力比大于0.3且小于0.5时，该细节的疲劳强度降为AASHTO规范中D类和Eurocode规范中的80类；腹板与竖向加劲肋焊趾处疲劳裂纹的扩展速率在高应力比的循环荷载作用下较低应力比循环荷载作用下更快；细节疲劳强度随应力比的增加而显著降低，随腹板间隙的增大有一定程度的提高。

关键词：桥梁工程,钢桥,疲劳试验,面外变形,应力比

基金资助：国家重点基础研究发展计划（“九七三”计划）项目（2015CB057703）；国家自然科学基金项目（51578073，51078039）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（10821153501，310821153401，310821153314）