材料劣化对钢-混凝土组合梁桥焊缝疲劳性能的影响

作     者：刘浪 张西东 Lang Liu;Xidong Zhang

作者机构：省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆交通大学重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 

基　　金：国家自然科学基金项目(51708069) 重庆市基础研究与前沿探索项目(cstc2018jcyjA2535) 

出 版 物：《钢结构（中英文）》 (Steel Construction（Chinese & English）)

年 卷 期：2022年第37卷第6期

页      码：9-17页

摘      要：为研究材料劣化对钢-混凝土组合梁桥焊缝疲劳性能的影响,根据钢筋锈蚀规律、混凝土强度时变规律和钢材腐蚀规律,计算钢筋和钢板失重率、混凝土时变强度,利用ANSYS软件建立劣化梁桥有限元模型,以主梁跨中腹板与下翼缘交接处的焊缝节点为研究对象,首先在AASHTO标准疲劳车作用下,提取不同劣化工况下主梁焊缝节点的应力时程,探讨材料劣化对节点应力的影响;然后基于Miner线性累计损伤理论计算不同劣化年限下的疲劳损伤发展曲线,分析材料劣化对疲劳损伤曲线的影响,探讨车辆通行时桥梁最大应力幅与等效应力循环次数的变化规律;最后定义疲劳损伤比,研究材料劣化对组合梁桥焊接细节疲劳损伤的影响。结果表明:焊缝节点区域的应力易受到材料劣化的影响,焊缝节点的应力值随劣化年限的增加而增大,且越接近加载位置应力值越大;桥梁焊接细节的疲劳损伤发展曲线呈现线性增长趋势,材料劣化会导致疲劳细节的疲劳损伤累积加速,在达到设计基准期时,疲劳损伤值的最大增幅达到7.5倍;最大应力幅对材料劣化更加敏感,疲劳细节产生的最大应力幅增长率呈递增趋势,在100 a劣化工况时,4个节点的应力幅增长率与未劣化时相比分别达到了10.4%,13.6%,8.5%及14.7%,但等效应力循环次数的增长率未呈现明显规律;疲劳损伤比随劣化时长非线性增长,在劣化时间为100 a时,梁桥中4个节点的疲劳损伤比分别为7.0,7.4,6.4以及7.52,且结构劣化程度越大,疲劳损伤比的非线性程度越高。

主 题 词：材料劣化 组合梁桥 疲劳损伤 应力幅 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.13206/j.gjgS21080901

馆 藏 号：203114146...