大跨径双层悬索桥钢桁梁整体焊接节点疲劳分析与试验

来源：中国血液净化杂志2017年第3期北京时间：

作者：邓晓光, 刘沐宇, 史晶, 许浩槟, 李华

单位：1. 武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 湖北 武汉 430070;2. 武汉理工大学 道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430070;3. 南洋理工大学 机械与宇航工程学院, 新加坡 639798

摘要：为了给大跨径钢桁梁悬索桥抗疲劳设计提供依据，针对杨泗港长江大桥钢桁梁采用的整体焊接节点，开展了多轴疲劳荷载作用下整体焊接节点的有限元疲劳分析和试验研究。首先通过建立全桥有限元模型，基于英国BS 5400规范和Miner准则，获得了在标准疲劳车作用下全桥最不利整体节点及其各杆件200万次等效疲劳轴力幅；其次建立最不利整体节点空间精细化模型，通过对各轴向杆件施加200万次等效疲劳轴力幅，进行了多轴荷载下整体节点的疲劳性能分析；最后基于相似理论，设计了1：6的整体焊接节点缩尺模型，进行多轴荷载下的疲劳试验研究。结果表明：位于距主塔297 m距离的F34节点为疲劳最不利下弦杆整体节点；F34节点最大Von-Mises应力在78.8~130.6 MPa，小于设计规范的疲劳强度；200万次的模型疲劳加载试验过程中，未发现任何疲劳裂纹产生，各测点的应力值与理论值误差小于7.8%；杨泗港长江大桥钢桁梁整体焊接节点疲劳性能满足设计要求，研究成果对大跨径双层悬索桥抗疲劳设计具有直接的指导作用。

关键词：桥梁工程,钢桁梁悬索桥,疲劳试验,整体焊接节点,多轴荷载

基金资助：国家自然科学基金项目（51378405）；中国工程院重点咨询研究项目（2016-XZ-13）；湖北省自然科学基金重点项目（2016CFA074）