纵肋与顶板新型双面焊构造细节疲劳性能研究

来源：中国血液净化杂志2020年第5期北京时间：

作者：张清华, 袁道云, 王宝州, 韩汝利, 李俊

单位：西南交通大学 桥梁工程系, 四川 成都 610031"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51878561, 51978579, 51578455, 51778533, 51378431); The "12th Five Year Plan" National Science and Technology Support Program of China (2011BAG07B03); The Science and Technology Program of the Department of Transportation of Hubei Province (2017-538-2-4)

摘要：正交异性钢桥面板疲劳开裂问题突出，其中纵肋与顶板传统单面焊构造细节疲劳开裂危害严重，为提升其疲劳性能，通过引入最新自动化焊接技术发展了纵肋与顶板新型双面焊构造细节。为明确其疲劳性能的关键问题，基于等效结构应力法进行了研究：首先对纵肋与顶板新型双面焊构造细节各疲劳失效模式的等效结构应力影响面进行深入分析，确定了构造细节的主导疲劳失效模式；在此基础上，研究了熔透率和焊缝几何尺寸对其疲劳性能的影响。研究结果表明：在纵向移动轮载作用下，纵肋与顶板新型双面焊构造细节的主导疲劳失效模式为顶板外侧焊趾起裂并沿顶板厚度方向扩展；对于该主导疲劳失效模式和焊趾起裂各疲劳失效模式，熔透率的影响不显著；对焊根起裂各疲劳失效模式而言，熔透率是关键影响因素，随着熔透率的增加焊根起裂各疲劳失效模式的等效结构应力幅值呈降低趋势，当熔透率达到75%时，其等效结构应力幅值均处于较低水平，此时纵肋与顶板新型双面焊构造细节的疲劳性能主要由焊趾起裂的各疲劳失效模式所控制；焊脚尺寸是纵肋与顶板新型双面焊构造细节疲劳抗力的另一关键影响因素，适当增大焊脚尺寸可有效降低焊趾起裂疲劳失效模式的等效结构应力幅值，进而提升焊趾起裂疲劳失效模式的疲劳性能。

关键词：桥梁工程,纵肋与顶板双面焊构造细节,等效结构应力法,疲劳性能,熔透率,焊脚尺寸

基金资助：国家自然科学基金项目（51878561，51978579，51578455，51778533，51378431）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAG07B03）；湖北省交通运输厅科技项目（2017-538-2-4）