正交异性钢桥面板U肋嵌补段焊缝疲劳裂纹加固
浅谈正交异性板疲劳开裂及处治建议
1、引言
随着国内大跨径桥梁建设，钢箱梁凭借其自重轻、刚度大的优点得以迅猛发展，而随着桥梁逐年运营，钢箱梁正交异性板疲劳开裂的病害在通车几年内就逐渐显现，其疲劳寿命远远低于设计使用年限，成为桥梁养护工作的重点及难点。对于如何正确处理疲劳裂缝，本文结合国内某大型悬索桥实际情况，深入分析该桥正交异性板疲劳开裂产生原因及病害发生机理，同时从养护角度提出如何采取行之有效的措施减缓病害的发展。
对于裂纹长度很长的状况，考虑到原构件刚度弱化较为明显，为避免诱发其他类型病害的发生，增加病害的处理的难度和复杂性，有必要采取一定的补强措施，可利用附加夹板进行加固，并采用高强螺栓进行栓接。
6、结论
从本文案例可看出，钢箱梁正交异性板疲劳开裂的提早出现主要是由于车流量巨大、超载现场严重所导致，在超高轴载和高频率作用下，正交异性板应力集中区域在高强度应力幅和多次循环的作用下，提早达到疲劳屈服极限而产生破坏。要解决此类病害的发生，需从以下几点着手：
2、工程概况
某桥为独塔自锚式悬索桥，主桥全长680.2m，总体布置为39.64m+5×40m+30m（混凝土加劲梁及锚跨）+350m（钢加劲梁）+30m+29.60m（混凝土锚跨），桥宽单幅主孔为26.1m（钢加劲梁），单幅副孔23.25m（混凝土加劲梁）。设计车辆荷载：汽车—超20级，挂车—120，一级公路，城市A级验算。
3、病害综述
养护巡查中发现，该桥运行8年后，U型肋与横隔板连接部位弧形切口处母材开裂，其中右幅箱梁共发现82处该类病害，左幅箱梁共发现39处该类病害，右幅病害明显多于左幅桥，并且病害呈较快的发展态势。病害U肋主要位于车道轮迹线下方，说明目前桥面系的该类病害与桥面荷载存在极强的相关性。病害主要分布在非吊点横隔板（10mm厚），非吊点处横隔板相应处病害占总体95%，吊点对应横隔板（12mm厚）相应处病害占总体的5%。横隔板裂纹大多起源于弧形切口起弯点处，裂纹长度最长为210mm，部分裂纹已裂至相邻U肋横隔板中心线。部分相邻U肋间横隔板弧形切口位置均存在开裂的现象，两条裂纹呈交叉走向。部分横隔板弧形切口裂纹上下钢板存在纵向错位现象。病害状况见照片所示。
公路正交异性钢桥面板疲劳性能及控制措施
公路正交异性钢桥面板疲劳性能及控制措施正交异性钢桥面板具有自重轻、承载力大、施工速度快等优点,广泛应用于大跨度桥梁,但其构造复杂,焊缝众多,疲劳开裂问题十分严重。
减少焊缝是改善正交异性钢桥面板疲劳性能的重要途径之一,大纵肋正交异性钢桥面板正是符合这种设计理念的一种结构形式。
本文采用有限元方法对大纵肋正交异性钢桥面板的疲劳性能进行了研究,讨论了构造参数对疲劳性能的影响,对比了与普通纵肋正交异性钢桥面板的疲劳性能,最后对疲劳开裂控制措施进行了总结和思考,并验证了正交异性板-UHPC组合桥面板加固方法控制疲劳裂纹的显著作用。
具体工作如下:(1)阐述了正交异性钢桥面板的发展历程,疲劳理论及成果,提出本文的研究内容和方法。
(2)建立普通纵肋和大纵肋正交异性钢桥面板两种有限元模型,采用四种规范,计算了三种常见疲劳细节的等效应力幅,研究两种纵肋疲劳性能的差异,并比较评判按照各国规范计算等效应力幅的区别。
(3)分别改变普通纵肋和大纵肋正交异性钢桥面的顶板、U肋和横肋板的厚度,研究了构造参数变化对两种纵肋疲劳性能影响的差异。
(4)针对给定尺寸的普通纵肋和大纵肋正交异性钢桥面板,建立了铺装层实体的有限元模型,同时改变铺装层弹性模型,考查了桥面铺装对两种纵肋疲劳性能改变的差异。
(5)介绍正交异性钢桥面板疲劳裂纹修复加固的措施和方法,验证了正交异性板-UHPC组合桥面板加固方法控制疲劳裂纹的显著作用,并指出研究面临的问题,为后来研究者提供参考。
正交异性桥面板
目录第4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究 (2)4.1 绪论 (2)4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况 (2)4.1.2 正交异性钢桥面板的疲劳细节 (9)4.2 虎门大桥疲劳裂纹现状及成因 (18)4.2.1 虎门大桥疲劳裂纹现状 (18)4.2.2 虎门大桥疲劳裂纹的成因分析 (22)4.3 正交异性钢桥面板局部应力分析 (28)4.3.1 有限元分析模型 (28)4.3.2 单轮荷载作用下桥面板应力分布 (30)4.3.3 跨中加载时横隔板处应力分析 (33)4.3.4 轮压荷载接触面积的影响分析 (33)4.3.5 双轴作用下桥面板应力分布 (34)4.3.6 结论 (35)4.4 正交异性钢桥面疲劳裂纹加固方法研究 (36)4.4.1 桥面疲劳裂缝的位置和形式 (36)4.4.2桥面疲劳裂纹加固的方法 (37)4.4.3实际加固案例 (39)4.4.4结论 (43)4.5 正交异性钢桥面板构造细节疲劳强度的研究 (44)4.5.1 概述 (44)4.5.2 焊接连接的疲劳评估 (45)5.5.3 欧洲规范3有关疲劳强度规定 (47)4.5.4 肋板与桥面板的焊接连接的疲劳试验研究 (52)4.5.5 肋板与桥面板的焊接连接的试验数据统计分析 (61)4.5.6 结论 (65)4.6 小结 (65)参考文献 (66)第 4 章虎门大桥正交异性钢桥面板疲劳问题研究4.1 绪论4.1.1 正交异性钢桥面板的发展概况由于二战以后，德国钢材短缺，为节省材料，德国工程师建桥时采用了正交异性钢桥面板。
早在1934年，Leonhardt教授就对此类桥面板进行了试验，并开发了相关的计算分析方法。
正交异性钢桥面板采用钢板下设纵横肋，上设铺装层作为桥面，纵肋有开口和闭口两种形式，如图4.1-1所示。
正交异性钢桥面板在现代钢桥中被广泛应用。
图4.1-1 正交异性钢桥面板示意1) 正交异性钢桥面板的优点：正交异性钢桥面板具有：(1) 自重轻，（2）可作为主梁的一部分参与共同受力；(3) 极限承载力大；（3）适用范围广等优点。
正交异性钢桥面板U肋嵌补段焊缝疲劳裂纹加固
正交异性钢桥面板U肋嵌补段焊缝疲劳裂纹加固摘要; 本文调查研究了某大跨度桥梁正交异性钢桥面板U肋嵌补段对接焊缝位置疲劳裂纹，采用安全寿命法分析了疲劳裂纹产生的原因，提出了U肋嵌补段疲劳裂纹加固方案。
关键词: 正交异性钢桥面板，U肋嵌补段，疲劳裂纹，加固Abstract: In this paper the research of a long-span Bridges orthotropic steel bridge panel U rib fill section embedded butt weld position fatigue crack, the safety life was analyzed the reasons of the fatigue crack, and put forward the U rib for fatigue crack embedded for strengthening project.Keywords: orthotropic steel bridge panel, U ribs for embedded section, the fatigue crack, reinforcement1 引言正交异性钢桥面板是由纵、横互相垂直的加劲肋连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构，以其自重轻、承载能力强和整体性好等优点在国内外大跨度桥梁中得到广泛应用，如日本的明石海峡大桥、法国的诺曼底大桥和中国的苏通长江大桥等都采用了正交异性钢桥面板的形式。
U肋嵌补段是大跨度钢桥节段施工过程中两个相邻节段预留的在现场拼装的U肋，对于桥面顶板的U肋嵌补段，在现场拼装焊接时要采用仰焊工艺，焊接质量不易保证，在重载交通下容易产生疲劳裂纹，是正交异性钢桥面板典型的疲劳细节之一。
本文通过对某大跨度桥梁的正交异性钢桥面板U肋嵌补段的疲劳裂纹进行分析研究，提出了此类疲劳裂纹的加固方案。
新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法(2)
新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法一、前言随着交通运输的快速发展，桥梁的使用频率也在不断增加。
为了确保桥梁的可靠性和安全性，在桥梁建设中需要使用高质量的桥面板。
新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法应运而生，其具有高强度、抗疲劳性好等优点，能够提高桥梁的使用寿命和承载能力。
二、工法特点该工法采用新型抗疲劳正交异性钢桥面板，通过U肋双面组焊修施工工法进行安装。
以下是该工法的特点：1. 高强度：新型抗疲劳正交异性钢桥面板具有较高的强度和刚度，能够提高桥梁的承载能力。
2. 抗疲劳性好：钢桥面板采用了特殊工艺和材料，具有良好的抗疲劳性能，降低了桥梁的维修频率。
3. 施工简便：U肋双面组焊修施工工法采用了现代化的焊接技术，施工简单方便，高效率。
4. 长寿命：因为采用了高质量的材料和专业的施工工法，所以新型抗疲劳正交异性钢桥面板具有较长的使用寿命。
三、适应范围该工法适用于各类桥梁的建设和维修，可以满足各种不同类型和规模的桥梁项目的需求。
四、工艺原理该工法通过对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行分析和解释，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。
五、施工工艺该工法的施工过程分为以下几个阶段：1.准备工作：包括现场测量，材料准备，机具设备的布置等。
2. 钢桥面板安装：将钢桥面板安装在桥梁上，通过U肋双面组焊修施工工法进行焊接连接。
3. 焊接工艺控制：对焊接参数进行控制，确保焊接质量。
4. 检验与验收：对焊接质量进行检验与验收，包括焊缝的无损检测、外观检查等。
六、劳动组织该工法涉及到焊接工人、吊装工、检验员等多个工种，需要合理安排劳动组织，提高施工效率。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括焊接机、起重机、角磨机等。
这些机具设备具有良好的性能和使用方法，能够满足施工的需要。
八、质量控制为了确保施工过程中的质量达到设计要求，该工法采取了多项质量控制措施，包括焊接过程的参数控制，焊缝的无损检测等。
正交异性钢桥面板疲劳性能与疲劳裂缝修复方法研究
正交异性钢桥面板疲劳性能与疲劳裂缝修复方法研究正交异性钢桥面板具有承载力高、自重轻、便于施工等优点,解决了桥梁结构自重、承重和跨径之间的矛盾,被广泛应用于大跨度桥梁中。
随着我国经济的发展,公路交通量的增加,桥梁承受的车辆作用次数越来越多,荷载也越来越大,正交异性钢桥面板桥梁出现疲劳开裂的现象频繁出现,不仅降低了桥面板的承载力,也缩短了桥梁的使用寿命,成为大跨度桥梁典型的问题。
U肋-顶板焊缝裂缝是正交异性钢桥面板常见的一种疲劳裂缝,目前对于这种疲劳裂缝的研究,多集中于单个小尺寸试件,但实际上桥面板疲劳开裂后应力发生重分布,开裂后小尺寸试件的疲劳性不能反映实际结构中桥面板U肋-顶板焊接处的疲劳性能。
另外,实际使用中出现疲劳裂缝的桥面板需要进行修复,目前的疲劳裂缝修复方法比较单一,缺乏多种方法组合进行修复的研究。
因此,深入开展正交异性钢桥面板疲劳性能及疲劳裂缝修复方法的研究具有重要意义。
本文结合国家基础性项目(973项目)“特大跨桥梁安全性设计与评定的基础理论研究”的子课题“多因素作用下特大跨桥梁性能演化特征”(2015CB057703),开展了多尺寸(长度)正交异性钢桥面板疲劳性能与疲劳裂缝修复方法的研究。
本文主要研究内容和结论如下:(1)参照某桥桥面板尺寸制作了5组32个不同长度的疲劳试验试件,对试件进行有限元分析明确了荷载下试件的应力分布,确定了应变监测位置,制定了疲劳试验方案。
(2)对桥面板试件进行了疲劳试验,研究了试件疲劳裂缝扩展、刚度退化、疲劳寿命和断口形貌。
研究表明,试件疲劳裂缝的产生和扩展分4个阶段,即裂缝萌生、裂缝宏观扩展、裂缝贯穿板厚和疲劳断裂;随着疲劳加载次数的增加,试件刚度逐渐降低,当试件刚度退化率达0.1时,试件剩余寿命约为总疲劳寿命的20%;将疲劳试验结果与规范的S-N曲线比较,证明规范抗疲劳设计公式是保守的;根据试件长度建立了L-S-N曲线;试件疲劳断口均为平断口,分为疲劳源区、疲劳裂缝稳定扩展区和瞬时断裂区,开裂位置的应力幅越小则循环次数越多且瞬断区面积越小。
正交异性钢桥面板纵肋与桥面板连接细节的疲劳评估及修复措施
正交异性钢桥面板纵肋与桥面板连接细节的疲劳评估及修复措
施
冯亚成;王春生
【期刊名称】《钢结构》
【年(卷),期】2011(026)002
【摘要】正交异性钢桥面板由于具有自重轻、极限承载力大等优点目前广泛应用于大、中跨径桥梁中,我国已建和在建的大跨径桥梁也大多采用正交异性钢桥面板.但由于正交异性钢桥面板结构构造复杂,受焊接残余应力影响大,钢桥面板直接位于车轮荷载的作用下,一些构造细节处极易发生疲劳开裂.以国内某大桥正交异性钢桥面板为例,针对纵肋与桥面板之间的疲劳细节采用欧洲规范进行了疲劳寿命的评估,并参考国内外已有研究成果对此处的疲劳裂纹提出修复措施,可为桥面板的修复提供参考.
【总页数】5页(P27-30,63)
【作者】冯亚成;王春生
【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安,710043;长安大学,西
安,710064
【正文语种】中文
【相关文献】
1.正交异性钢桥面板U肋与桥面板焊缝连接处疲劳试验研究 [J], 吕彭民;李大涛
2.UHPC铺装正交异性钢桥面板纵肋−面板焊缝构造细节的疲劳研究 [J], 祝志文;
文鹏翔;李健朋;李积泉;麦鹏
3.正交异性钢桥面板纵肋与横肋连接构造细节 [J], 吴臻旺;郑凯锋;苟超;栗怀广
4.正交异性钢桥面板U肋与横隔板细节处疲劳分析 [J], 邓南忠;赵昆;曾泽润
5.正交异性钢桥面板U肋与桥面板连接处焊缝的疲劳评估 [J], Samol Ya;Kentaro Yamada;Toshiyuki Ishikawa;谭康荣(翻译)
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新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法
新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法一、前言在大家工作、学习、生活中，都会遇到需要铺设钢桥面板的情况。
而钢桥面板在使用一段时间后，很容易出现疲劳断裂，从而导致严重的安全事故发生。
此时，需要一种抗疲劳的新型钢桥面板来规避这些危险。
本文将介绍一种新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法，该工法能够有效地提高钢桥面板的使用寿命，保障人们的财产安全和生命安全。
二、工法特点新型抗疲劳正交异性钢桥面板U肋双面组焊修施工工法具有以下几个特点：1. 该工法采用正交异性钢板作为钢桥面板的主体，U形肋骨加固，使得钢板强度提高，防止疲劳断裂。
2. 该工法采用双面组焊工艺，钢板与肋骨之间的焊接更加牢固，保证了钢桥面板的承载能力。
3. 该工法采用悬挂式施工，避免了对原有桥梁的破坏，减少了施工难度，提高了施工效率。
4. 该工法还采取了一系列的技术措施，如精细施工、严格质量控制、安全措施，保证了施工质量和工人的安全。
三、适应范围该工法适用于现有桥梁增强、新建桥梁、特别是在交通频繁的场所预制钢桥面板，使用正交异性钢板和U肋骨，采用双面组焊修施工工法，提高了钢桥面板的使用寿命和承载能力，能够保障人们的行车安全。
四、工艺原理本工法主要从施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释。
1. 施工工法与实际工程的联系：施工工法是针对实际工程中的问题进行的总结和优化，比如在现有桥梁上增加钢桥面板，原有桥面的破坏、施工难度大等问题需要一套行之有效的改进方法，而本工法能够满足这一要求。
2. 采取的技术措施：该工法采用的材料和工艺都具有先进性和可靠性，采用了正交异性钢板和U肋骨，并采用双面组焊工艺，使得钢桥面板能够承受更大的荷载，具有更高的安全性和使用寿命。
而在施工方面，工艺精细、质量严控、安全措施到位等是确保工程施工质量的重要保障。
五、施工工艺该工法的施工过程主要分为以下几个阶段：1. 去除旧桥面：利用机械设备将原有桥面铲除干净，以便后续工序施工进行。
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正交异性钢桥面板U肋嵌补段焊缝疲劳裂纹加固
摘要; 本文调查研究了某大跨度桥梁正交异性钢桥面板U肋嵌补段对接焊缝位置疲劳裂纹，采用安全寿命法分析了疲劳裂纹产生的原因，提出了U肋嵌补段疲劳裂纹加固方案。
关键词: 正交异性钢桥面板，U肋嵌补段，疲劳裂纹，加固
Abstract: In this paper the research of a long-span Bridges orthotropic steel bridge panel U rib fill section embedded butt weld position fatigue crack, the safety life was analyzed the reasons of the fatigue crack, and put forward the U rib for fatigue crack embedded for strengthening project.
Keywords: orthotropic steel bridge panel, U ribs for embedded section, the fatigue crack, reinforcement
1 引言
正交异性钢桥面板是由纵、横互相垂直的加劲肋连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构，以其自重轻、承载能力强和整体性好等优点在国内外大跨度桥梁中得到广泛应用，如日本的明石海峡大桥、法国的诺曼底大桥和中国的苏通长江大桥等都采用了正交异性钢桥面板的形式。
U肋嵌补段是大跨度钢桥节段施工过程中两个相邻节段预留的在现场拼装的U肋，对于桥面顶板的U肋嵌补段，在现场拼装焊接时要采用仰焊工艺，焊接质量不易保证，在重载交通下容易产生疲劳裂纹，是正交异性钢桥面板典型的疲劳细节之一。
本文通过对某大跨度桥梁的正交异性钢桥面板U肋嵌补段的疲劳裂纹进行分析研究，提出了此类疲劳裂纹的加固方案。
2 U肋嵌补段焊缝疲劳裂纹
2011年6月，在某大跨度桥梁正交异性钢桥面板U肋嵌补段对接焊缝位置发现疲劳裂纹，如图1所示。
U肋嵌补段疲劳裂纹1（a）和裂纹2（b）已经完全贯穿整个U肋，U肋在此位置已经丧失承载能力；疲劳裂纹3由于及时钻了止裂孔，裂纹在U肋底板止裂孔位置停止扩散，没有扩散到整个U肋；从图1（d）中可以发现，有些裂纹已经从U肋发展到桥面顶板，并沿着U肋与桥面顶板的焊缝发展，逐渐贯穿桥面顶板，对桥梁的安全性造成极大的影响。
从图片中可以看出，U肋嵌补段对接焊缝位置的疲劳裂纹都是在焊缝的热影响区内产生
的，并沿着对接焊缝发展。
[]
（a）U肋嵌补段疲劳裂纹1 （b）U肋嵌补段疲劳裂纹2
（c）U肋嵌补段疲劳裂纹3 （d）U肋裂纹扩散到桥面板
图1 U肋嵌补段疲劳裂纹
3 U肋嵌补段对接焊缝疲劳寿命
3.1 U肋嵌补段对接焊缝疲劳强度
欧洲规范中规定了U肋嵌补段焊缝的疲劳强度，其疲劳细节类型为71[3]，即应力幅为71MPa时，疲劳寿命为200万次。
S-N曲线如（式1）所示，其中常幅疲劳极限为52.3MPa，疲劳截止极限为28.7MPa。
（式1）
3.2 交通量调查
通过对大桥收费站的交通流量监测数据的分析，得到大桥从2002年到2007年平均每天的车流量，如图3所示。
虽然没有2002年以前的以及2007年以后交通流量数据，但图2已经能反应出该大桥繁忙的交通。
2002年，平均每天有20836辆车经过该桥，到2007年，增加到39568辆，几乎增加了一倍。
从200年到2007年，平均每天交通流量为30960辆，该桥为双向六车道，平均每个车道每天车流量为5160辆。
据调查显示，该桥车辆超载严重。
图3 桥梁平均每天车流量
3.3 有限元分析
为了分析U肋嵌补段位置的疲劳寿命，按照桥梁结构的原型，采用通用有限元软件建立了的有限元模型，正交异性钢桥面板采用板单元模拟，桥面铺装假定为各向同性的线弹性材料，采用8节点实体单元模拟。
桥面铺装与钢板之间假定为完全粘结，不产生滑移。
模型总长度为9.6m，横向包括7个U肋，总宽度为4.2m，边界条件为横隔板底部和结构两端6个自由度完全约束，在局部车轮荷载作用下，该模型可以模拟桥梁结构的真实受力状态。
结构的具体参数详见表1。
本节通过施加10t的单位荷载计算U肋嵌补段开裂位置应力影响线。
表1 有限元模型的参数
顶板厚度（mm）12 U肋厚度（mm） 6
横隔板间距（m） 3.2 U肋间距（mm）600
钢材模量（MPa）210000 钢材泊松比 0.3
铺装层厚度（mm）50 铺装层模量（MPa）1000
通过有限元分析，得到U肋嵌补段疲劳开裂位置顺桥向正应力影响线，当10.0t的车轮作用在U肋嵌补段开裂位置正上方时应力最大，为31.5MPa。
3.4 疲劳寿命评估
得到疲劳细节的应力影响线后，可以通过标准疲劳车加载得到疲劳细节的应力历程。
本文所采用的标准疲劳车为同济大学过对国内多座桥梁进行荷载调查得到的标准疲劳车。
通过标准疲劳车加载后得到的应力历程如图4所示，应力历程有三个峰值，最大正应力为33.2MPa（拉应力），最小正应力为-10.1MPa（压应力）。
通过雨流计数法[6]对应力历程进行计数，得到如表2第二列所示的应力幅及其循环次数，最大的应力幅为43.3MPa，其次为41.6MPa，另外还存在两个较小的应力幅24.6MPa和10.1MPa。
根据Miner-Palmgren线性累积损伤准则[7]，可以计算出一辆标准疲劳车经过时对U肋嵌补段焊缝产生的疲劳损伤度，如表2第三列所示。
43.3MPa的应力幅产生的损伤度为7.77033E-08，41.6MPa产生的损伤度为6.36014E-08，此疲劳细节的疲劳截止极限为28.7MPa，24.6MPa和10.1MPa的应力幅不会产生损伤。
因此，当一辆标准疲劳车经过桥梁时，产生的疲劳累积损伤度为1.413047E-7。
车轮在车道上不可能精确的按照同一轨迹线行驶，考虑车轮轮迹线横向分布影响[8]的损伤度如表2第四列所示，一辆标准疲劳车经过时累积损伤度为4.63027E-8。
图4 U肋嵌补段开裂位置顺桥向正应力影响线
表2 疲劳应力幅和损伤度
按照前面交通调查的结果，单车道平均每天的交通流量为5160辆，如果不考虑车辆轮迹线横向分布对损伤度的折减的影响，每辆疲劳车产生的损伤度为1.413047E-7，疲劳累积损伤度达到1时结构疲劳开裂，那么U肋嵌补段焊缝的疲劳寿命为：
（式2）
如果考虑车辆轮迹线横向分布对疲劳损伤度的折减，每辆疲劳车产生的损伤度为4.63027E-8，那么U肋嵌补段焊缝的疲劳寿命为：
（式3）
从（式3）的计算结果可以看出，考虑车辆轮迹线横向分布的影响后，疲劳寿命为11.5年，与结构实际寿命较为吻合。
对于城市快速路，单车道平均每天的车流量5160辆并不高。
造成U肋嵌补段疲劳开裂的主要原因是12mm的桥面顶板和6mm的U型加劲肋钢板太薄，在超载车辆作用下结构的应力幅大，疲劳损伤度大。
为了防止桥面板进一步疲劳破坏，需要对大桥的超载车辆进行严格管理。
4 疲劳裂纹加固方案
针对桥梁产生的疲劳裂纹，进行了维修加固处理：
（1）首先对已裂向顶板、U肋脚焊缝的裂纹钻直径为8mm的止裂孔，中心位置位于裂纹延伸方向5mm位置。
（2）然后用碳弧气刨（直径为8mm的碳棒）将裂纹清除干净，直到止裂孔位置。
U肋嵌补段裂纹去除后，如果反面已经没有钢衬垫，将嵌补段另一段的焊缝也刨去，去除原嵌补段，重新压制新嵌补段；打磨后组装新嵌补段，一端固定码，一端活动码，先焊固定码，再焊活动码，然后焊角焊缝。
（3）清除裂纹后进行打磨处理，进行一次性磁粉探伤，确认无裂纹。
（4）用CO2气体保护焊焊接，焊缝要求光顺美观。
（5）焊接完成后对U肋进行磁粉探伤，对桥面顶板进行超声波探伤。
5 结论
本文通过对某大跨度桥梁正交异性钢桥面板U肋嵌补段裂纹的调查研究，主要得到了一下结论：
（1）正交异性钢桥面板U肋的疲劳裂纹主要位于嵌补段焊缝热影响区位置，并且会沿着焊缝向桥面顶板扩展。
（2）通过有限元分析获得疲劳细节的影响线，然后采用标准疲劳车加载得到疲劳应力幅，结合实际交通流量调查，用Miner-Palmgren线性累积损伤准则计算得到的疲劳寿命与实桥寿命吻合较好。
（3）提出了U肋嵌补段裂纹修补方案，给同类桥梁加固提供技术参考。
参考文献
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吴冲.现代钢桥[M].北京:人民交通出版社,2006
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黄卫. 大跨径桥梁钢桥面铺装设计理论与方法[M].北京:建筑工业出版社,2006
吴冲,刘海燕,张胜利等.桥面铺装对钢桥面板疲劳应力幅的影响[J].中国工程科学，2010,12（7）：39-42
崔冰,吴冲,丁文俊等.车辆轮迹线位置对钢桥面板疲劳应力幅的影响[J].建筑科学与工程学报,2010,27(3):19-23
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