大型钢箱梁正交异性板止裂孔尺寸对止裂效果的影响研究
尺寸参数及截面形式对正交异性钢桥面板应力的影响性研究
尺寸参数及截面形式对正交异性钢桥面板应力的影响性研究尺寸参数及截面形式对正交异性钢桥面板应力的影响性研究摘要：随着交通运输的发展，桥梁建设变得越来越重要。
钢桥面板作为桥梁的关键组成部分之一，其性能对桥梁的安全和可靠性具有重要影响。
本文研究了尺寸参数及截面形式对正交异性钢桥面板应力的影响性，并得出一些有价值的结论。
关键词：正交异性钢桥面板、尺寸参数、截面形式、应力、影响性1. 引言桥梁是现代交通运输系统的重要组成部分，承载着交通和物流的重要任务。
钢桥面板作为桥梁的一部分，常常承受着车辆荷载和环境荷载，其应力分布对桥梁结构的安全性至关重要。
因此，研究尺寸参数和截面形式对正交异性钢桥面板应力的影响性具有重要意义。
2. 尺寸参数对应力的影响性研究2.1 长度尺寸钢桥面板的长度对应力分布起着重要作用。
研究发现，长度较大的桥面板在承受荷载时，应力分布较为均匀。
而长度较小的桥面板则容易出现应力集中现象，增加了桥梁结构的破坏风险。
因此，在设计钢桥面板时，需根据实际情况确定合适的长度。
2.2 宽度尺寸钢桥面板的宽度对应力分布同样具有重要影响。
研究表明，较宽的桥面板可以提高承载能力，减小应力集中。
而较窄的桥面板则容易出现应力过大的问题。
因此，在设计钢桥面板时，应根据承载能力和实际需求确定合适的宽度。
2.3 厚度尺寸钢桥面板的厚度对应力分布起着重要作用。
较厚的桥面板具有较高的强度和刚度，能够更好地分散荷载。
而较薄的桥面板则容易产生应力集中，增加了桥梁结构的破坏风险。
因此，在设计钢桥面板时，应根据实际情况确定合适的厚度。
3. 截面形式对应力的影响性研究3.1 矩形截面研究发现，矩形截面的钢桥面板具有较高的强度和刚度，能够更好地分散荷载。
但是，矩形截面容易产生应力集中，增加了桥梁结构的破坏风险。
因此，在设计钢桥面板时，需要综合考虑强度和变形，选择适当的矩形截面形式。
3.2 梯形截面梯形截面的钢桥面板具有较好的承载能力和刚度，能够减小应力集中。
《2024年正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》范文
《正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》篇一一、引言随着现代交通建设的快速发展，桥梁工程作为重要的基础设施，其设计和建造技术不断进步。
正交异性钢桥面板因其良好的承载能力和较高的经济效益，在桥梁工程中得到了广泛应用。
然而，正交异性钢桥面板在制造和使用过程中，焊缝的质量对桥面结构的安全性和耐久性至关重要。
因此，本文着重研究正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，为桥面结构的优化设计和维护提供理论支持。
二、研究背景及意义正交异性钢桥面板由钢板、加劲肋等组成，通过焊接等工艺连接成整体。
焊缝作为连接构件的纽带，其力学性能直接影响到整个桥面结构的安全性。
焊缝在承受荷载时，可能会出现裂纹、变形等力学行为，影响桥面的正常使用和安全。
因此，研究正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，对于提高桥面结构的安全性和耐久性具有重要意义。
三、焊缝力学行为研究方法本文采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，对正交异性钢桥面板焊缝的力学行为进行研究。
1. 理论分析：通过分析焊缝的构造特点、材料性能和受力状态，建立焊缝的力学模型，为后续的数值模拟和试验研究提供理论依据。
2. 数值模拟：利用有限元软件，对焊缝进行三维建模和网格划分，模拟焊缝在荷载作用下的应力、应变等力学行为，为试验研究提供参考。
3. 试验研究：通过制作正交异性钢桥面板试件，进行静载、动载等试验，观测焊缝的力学行为，验证理论分析和数值模拟结果的正确性。
四、焊缝力学行为分析1. 应力分布：焊缝在承受荷载时，会出现应力集中现象。
通过理论分析、数值模拟和试验研究，发现焊缝的应力分布与荷载大小、加载方式、焊缝类型等因素密切相关。
在设计和使用过程中，需根据实际情况合理布置焊缝，减小应力集中现象。
2. 变形行为：焊缝在承受荷载时，会发生弹性变形和塑性变形。
弹性变形在荷载消除后能恢复原状，而塑性变形则会导致桥面结构的永久性变形。
通过研究发现，通过优化焊缝结构和提高焊接质量，可以减小焊缝的变形行为。
《2024年正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》范文
《正交异性钢桥面板焊缝力学行为研究》篇一一、引言正交异性钢桥面板作为现代桥梁工程中的一种重要结构形式，其焊缝的力学行为研究对于保障桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。
焊缝作为桥梁结构中的关键连接部分，其力学性能的优劣直接影响到整个桥梁的承载能力和使用寿命。
因此，对正交异性钢桥面板焊缝的力学行为进行研究，有助于提高桥梁工程的设计和施工水平，保障桥梁的安全运营。
二、焊缝力学行为的基本理论正交异性钢桥面板的焊缝力学行为涉及多个方面，包括焊缝的应力分布、变形行为、疲劳性能等。
首先，焊缝的应力分布是评估焊缝力学性能的重要指标，它受到焊接工艺、材料性能、荷载条件等多种因素的影响。
其次，焊缝的变形行为也是研究的重要方面，包括弹性变形和塑性变形等。
此外，焊缝的疲劳性能也是研究的重点，因为桥梁在长期使用过程中会受到反复的荷载作用，焊缝的疲劳性能直接影响到桥梁的使用寿命。
三、正交异性钢桥面板焊缝的类型与特点正交异性钢桥面板的焊缝主要包括角焊缝、斜焊缝和对接焊缝等类型。
不同类型的焊缝具有不同的力学特性，如角焊缝具有较高的抗拉强度和抗剪强度，但容易产生应力集中；斜焊缝则具有较好的抗弯性能和抗疲劳性能。
此外，正交异性钢桥面板的焊缝还具有复杂性、多样性和隐蔽性等特点，这增加了研究的难度。
四、正交异性钢桥面板焊缝的力学行为研究方法针对正交异性钢桥面板焊缝的力学行为研究，可以采用多种方法。
首先，可以通过理论分析方法，建立焊缝的力学模型，分析焊缝的应力分布和变形行为。
其次，可以采用数值模拟方法，利用有限元软件对焊缝进行模拟分析，以获得更准确的力学性能数据。
此外，还可以通过实验方法，对实际桥梁的焊缝进行测试和分析，以验证理论分析和数值模拟结果的准确性。
五、实验研究与结果分析为了深入了解正交异性钢桥面板焊缝的力学行为，我们进行了一系列的实验研究。
首先，我们制作了不同类型和尺寸的焊缝试件，并对其进行加载测试。
通过实验数据我们发现，焊缝的应力分布和变形行为受到多种因素的影响，如焊接工艺、材料性能、荷载条件等。
正交异性板和钢箱梁 研究报告共65页文档
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起
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大型公路钢箱梁正变异性桥面板(1)论文作者：李凇泉万珊珊史永吉刘晓光王辉平摘要：介绍了大型公路钢箱梁正交异性桥面板工地接头构造细节的演变，并通过两个足尺试件的静载和疲劳试验，以及有限元分析，证明正交异性桥面板工地接头采用焊栓连接具有足够的刚度、承载力和耐久性。
关键词：钢箱梁正交异性桥面板工地接头试验有限元分析一、前言大型公路钢箱梁正交异性桥面板工地接头即箱梁节段之间的连接，过去均采用全焊或高强度螺栓连接。
各国实桥运营经验表明，这两种连接方式各有不足。
全焊连接时，U形肋嵌补段对接焊和肋角角接焊均处于仰焊位置施焊，而仰焊工作条件恶劣，施工周期较长，仰焊焊接质量比俯焊难以保证，经过一段时间运营后在这些焊接处容易产生疲劳裂纹。
采用高强度螺栓连接时（桥面板、纵向U形助），桥面铺装层因栓接接头而受到削弱，给销装工艺和质量控制带来很大难度，铺装层容易产生裂纹、剥离等病害，而且螺栓用量大，造价高。
基于以上原因，最近出现了一种新的连接方式，即桥面板用焊接（陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺），U形肋采用高强度螺栓连接。
日本已将此方案作为首选方案纳入设计规范。
该方案克服了全焊连接和全部栓接的各自缺点，可以说这是目前最先进的连接方式。
南京长江第二大桥南汊桥在我国首次采用这种连接方式，因为是第一次采用，需通过模型试验和有限元分析来验证其连接刚度、局部应力和疲劳性能。
本文对正变异性桥面板工地接头构造细节的演变进行了综述，并对该接头的足尺试件进行了试验研究和有限元分析。
二、钢桥面板工地接头构造细节的演变1.钢桥面板的构造细节制造时，全桥分成若干节段在工厂组拼，吊装后在桥上进行节段间的工地连接。
通常所有纵向角焊缝（纵向肋和纵隔板等）贯通，横隔板与纵向焊缝、纵肋下翼缘相交处切割成弧形缺口与其避开。
2．正交异性钢桥面板的疲劳及其工地接头构造细节的改进钢桥面板作为主梁的上翼缘，同时又直接承受车辆的轮载作用。
如上所述，钢桥面板是由面板、纵肋和横助三种薄板件焊接而成，在焊缝交叉处设弧形缺口，其构造细节很复杂。
正交异性钢桥面板疲劳问题的研究
目前我国主要存在以下几个问题:①关于疲劳破坏的实
验数据较少，没有办法建立完整的疲劳寿命S - N 曲线;②钢
结 构 桥 梁 的 疲 劳 设 计 规 范 在 近 年 没 有 更 新 ，所 采 用 的 数 据 往 往小 桥 居 多 ，面对大跨径桥梁的疲劳设计无法参考s 由于存 在 这 些 问 题 ，我 国 的 正 交 异 性 板 的 疲 劳 破 坏 设 计 主 要 参 考 国 外规范$
英 国 Seven桥 ，该 桥 在 1996年建成通车后，分 别 于 1971年和
1977年发现了三种焊接细节的疲劳裂纹。而 德 国 于 1960年
和 1968年建成的Sinntal和 Haseltal桥投人使用后不久也出 现了疲劳裂纹。此 外 ，日本、美 W 、荷 兰 、法国等也有类似的
事故发生0 针对钢桥面板出现的疲费裂纹，在欧洲煤钢联营
建 造 水 平 的 提 高 ，我 国 建 设 了 一 大 批 具 有 世 界 先 进 水 平 的 大 跨 度 钢 桥 ，在 以 后 的发展中，我国必将会建设更多的大型钢 结构桥梁5
钢 结 构 桥 梁 虽 性 能 优 异 ，但 欧 美 在 建 设 了 大 量 钢 结 构 桥 梁 后 , 不 断 有 一 些 钢 桥 发 生 突 然 的 疲 劳 断 裂 破 坏 。虽 然 近 年 来 ，随着对于疲劳问题认识深度不断加强，新的研究成果不 断 涌 现 ，但是仍然有部分钢桥发生疲劳破坏。2007年 8 月 1
1 钢桥疲劳问题概述
2 0 世 纪 3 0 年代以后，随着科学技术的发展，国外钢结构 桥 梁 的 设 计 理 论 及 工 艺 也 迅 速 发 展 。虽 然 我 国 的 公 路 钢 桥 发展起步较晚，但 是 2 0 世 纪 8 0 年 代 中 期 以 后 ，我国的桥梁
正交异性板钢桥面疲劳开裂病害原因分析与防治措施
图 １ Ｕ肋对接焊缝处的疲劳裂缝
（４）桥 面铺 装性 能 退化 ：铺装 层在 使 用过 程 中 容 易受到 损坏 ，小 的如 局部坑 凹 ，有 的则 大面 积滑 移变 形 形成 “搓 衣扳 ”，使冲击 力加 大 ，无疑 会 对桥 面板结 构造 成严 重破坏 ，这 种现 象在 个别桥 梁 上表 现 得 非常 明显 （图 ２）。
（２）影 响正 常交 通 ：在使 用 中对桥 面 结构 进 行
提 出 了建议 措施 ，以期 与桥 梁建 设 行业 同仁 互相 交 维 修加 固，需要 部分 封 闭道 路 ，对 桥 面交 通造 成 较
流 ，在各 自工作 的管 控 阶段采 取 相应 的控 制措 施 ， 大 的干 扰 。
形 成合 力 ，共 同解 决这 一难 题 。如通 过加 强钢 梁加
缝 占 １６．５％１ Ｕ 肋裂 缝 在数 量 上 比其他 部位 的裂 缝 有 很大 关系 （有些 不完 全是 使用 过程 中才 发 生 的）。
２０１８ Ｎｏ．１
正 交 异性 板钢 桥 面 疲 劳 开 裂 病 害 原 因 分 析 与 防 治 措 施 罗 国 耀
５５
焊材 质量 和焊接 工 艺造成 的缺 陷 ，都 可 能在运 营荷 载作 用 下 引发开裂 （图 １）。
（３）增加 维修 费用 ：对 全桥 桥面 进行 大修 ，从 设
工和 桥 面施 工阶 段 的质量控 制 ，对减 少桥 梁使 用 阶 计 论证 到加 固 维修 、交通 防护等 ，工程 造 价 不小 。
段 的质 量缺 陷将 起 到关 键作 用 。 正 交 异性 板 钢 桥 面 结构 在 使 用过 程 中普遍 出
这 一质量 缺 陷也 不 同程 度 的存 在 ，目前还 没有 更好 肋 直接 承 受车轮 集 中荷 载 ，冲击 力很 大 ，对桥 面 形
正交异性钢桥面板顶板纵向疲劳开裂有限元分析
正交异性钢桥面板顶板纵向疲劳开裂有限元分析朱丽【摘要】本文研究了钢箱梁正交异性桥面板顶板,分析了正交异性钢桥面板顶板与U型纵肋连接处的受力特征.车轮荷载在顶板处产生较大的局部面外弯曲应力,而焊接部位有初始损伤,且存在较大的应力集中,因此顶板纵肋连接处易出现纵向疲劳开裂.因此,使用ABAQUS有限元软件建立正交异性钢桥面板的整体数值计算模型,并分析了其受力特征.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】2页(P132-133)【关键词】正交异性钢桥面板;疲劳开裂;有限元【作者】朱丽【作者单位】广东省南粤交通龙怀高速公路管理中心,广东广州 510030【正文语种】中文【中图分类】U441.4正交异性钢桥面板直接承受车轮荷载的作用，具有较短的影响线，且焊接连接较多，存在焊接残余应力和应力集中，易产生疲劳开裂。
正交异性钢桥面板的疲劳开裂会引起铺装病害，影响行车的舒适度和安全性。
如果放任疲劳裂缝发展，则可能危及结构的安全［1］。
顶板的开裂有两种形式，一种是从焊根处萌生，另一种是从焊趾处萌生。
本文采用有限元的方式分析正交异性钢桥面板顶板纵肋连接处的应力［2］。
具体地，以某桥钢箱梁正交异性桥面板顶板为研究对象，钢主梁采用Q345QD钢材，纵肋为U型肋，面板厚度16mm，U型肋厚8mm，高300mm，顶板处宽300mm，U型肋之间中心间距600mm。
1 有限元应力分析1.1 有限元模型使用ABAQUS有限元软件建立顶板模型，如图1所示。
采用4节点减缩积分单元，模型网格最小尺寸为25mm×25mm，设在中间位置；其余部位的网格尺寸适当放大，以减小模型，加快计算速度。
考虑纵向未建模部分对顶板的约束作用，顶板纵向边缘约束竖向位移。
横隔板两端约束竖向和横桥向的位移，以及绕竖向和绕纵桥向的扭转约束。
节段两端的顶板约束纵桥向的位移，以及绕横桥向和绕竖向的扭转约束。
图1 正交异性钢桥面板有限元模型荷载采用公路Ⅰ级车辆荷载标准值，考虑冲击系数为0.05。
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大型钢箱梁正交异性板止裂孔尺寸对止裂效果的影响研究
发表时间：2019-08-27T11:32:37.813Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：李增光林小兵徐文德[导读] 摘要：文章考虑在裂缝尖端布置多种尺寸止裂孔，采用ANSYS软件对开裂模型进行线弹性有限元分析，通过对比不同止裂孔尺寸下模型裂缝尖端区域最大应力值，研究不同止裂孔尺寸对正交异形板裂缝发展控制的效果，结果表明：随着止裂孔尺寸的增大，裂缝位置附近最大应力值逐渐减小，但裂缝尾部位移也逐变大，对钢板界面强度的削弱作用也越严重，同时结合工程实际，验证了结论的合理性。
中交公路规划设计院有限公司北京 100010
摘要：文章考虑在裂缝尖端布置多种尺寸止裂孔，采用ANSYS软件对开裂模型进行线弹性有限元分析，通过对比不同止裂孔尺寸下模型裂缝尖端区域最大应力值，研究不同止裂孔尺寸对正交异形板裂缝发展控制的效果，结果表明：随着止裂孔尺寸的增大，裂缝位置附近最大应力值逐渐减小，但裂缝尾部位移也逐变大，对钢板界面强度的削弱作用也越严重，同时结合工程实际，验证了结论的合理性。
关键词：钢箱梁；止裂孔尺寸；有限元法
0 引言
钢箱梁桥相比混凝土桥梁具有施工方便、自重较轻、强度高、空气动力性能好等特点，目前已成为大跨度桥梁的主流形式[1]，我国于20世纪80年代开始建造钢箱梁桥，1984年简支钢箱梁桥马房北江大桥建成通车[2]，随着大量大跨钢箱梁桥的投入使用，以及超载、车流量超出设计限值及焊接缺陷等问题在大型钢箱梁桥中频繁出现，钢箱梁疲劳病害问题已日益凸显严重。
钢箱梁桥正交异性板是疲劳损伤多发的部位之一[3]，在桥梁日常养护或检查中，若发现疲劳裂缝需及时进行修复，止裂孔是目前普遍采取的一种临时止裂修补措施，对裂缝的发展具有良好的抑制作用，可以通过对裂缝的跟踪观察，确定合适的时机进行统一修复[4]。
止裂孔法的基本原理是消除裂缝尖端的应力集中区域，目前常用的方法是在裂纹尖端施打止裂孔，何云树[5]等人研究了止裂孔尺寸对航空器结构裂纹的止裂效果，但主要是针对铝合金包铝板材料；刘天筎[4]等人研究了止裂孔多孔布置方法对止裂效果的影响，针对裂纹尖端止裂孔尺寸对大型钢箱梁正交异性板止裂效果的影响研究较少，因此本文考虑不同止裂孔尺寸，通过有限元分析并结合工程实际，找出合理的止裂孔尺寸。
1 有限元分析模型
本文采用ANSYS 19.0软件，对止裂孔钢板进行线弹性有限元分析，计算止裂孔处的最大应力值，研究对象为40cm×20cm的钢板，裂缝长度3cm，材料弹性模量E=206GPa，泊松比ν=0.3。
在线弹性分析中裂缝尖端具有奇异性，因此在裂缝尖端区域选用奇异单元，并采用8节点平面四边形单元PLANE183进行单元网格划分，在垂直于裂缝发展方向的边缘施加1MPa线荷载，平行于裂缝发展方向的一个板边缘施加X和Y方向约束，另一个板边缘施加Y方向约束[4]。
考虑4种不同的止裂孔尺寸，止裂孔直径D分别为6mm、8mm、10mm、12mm，图1为1/2有限元网格图。
图1 1/2有限元网格图
2 计算结果分析
在裂缝尖端施打不同孔径的止裂孔，计算得到最大应力值和裂缝尾部位移，结果见表1，将结果云图关于Z-X平面对称，得到整体模型结果云图，如图2所示。
图2 孔径为6mm的模型应力云图
表1 不同止裂孔下模型裂缝尖端区域最大应力值和裂缝尾部位移值
表2。