港口公路橋梁正交異性鋼橋面板疲勞荷載研究與疲勞壽命評估.pdf

1、近年來，隨著多軸重載車輛的不斷增加，港口公路橋梁正交異性鋼橋面板的疲勞問題日益顯著。本文受國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFC0701202）、交通運輸部建設科技項目（2015318 J41270）和中央高校基本科研項目（106112015CDJZR155508）的資助，以我國某港口公路橋梁為例，對正交異性鋼橋面板進行疲勞荷載研究，并在此基礎上進行疲勞壽命評估。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）以該港口公路橋梁連續(xù)1年的車輛荷載

2、數(shù)據(jù)為基礎，首先將通行車輛按照軸數(shù)和軸距相對關(guān)系劃分為7種車型，然后統(tǒng)計分析該橋的車流量和車重分布情況，并確定將車道4作為疲勞荷載研究和疲勞壽命評估的主要對象，再采用最小二乘法對各車型的軸載質(zhì)量和軸距分布進行擬合分析，最后計算得到疲勞荷載譜。由疲勞荷載譜可知，港口公路橋梁的各車型等效疲勞車車重均大于10t，并且四軸以上貨車占比高達85.9％。
　　（2）選取該橋鋼橋面板結(jié)構(gòu)的橫隔板截面的頂板與U肋焊縫（P1）、橫隔板與U肋焊縫（P

3、2）、橫隔板開孔邊緣（P3）、U肋對接焊縫截面的頂板與 U肋焊縫（P4）和U肋對接焊縫（P5）5個構(gòu)造細節(jié)作為研究對象，建立正交異性鋼橋面板的有限元模型，并在14m×1.8m（縱橋向×橫橋向）范圍內(nèi)施加移動輪載，采用熱點應力法計算各構(gòu)造細節(jié)的應力影響面，對正交異性鋼橋面板進行應力分析。由應力影響面可知，各構(gòu)造細節(jié)應力在橫橋向的有效影響范圍小于1.2m，表明橫橋向相鄰兩輪載效應間的疊加作用不明顯，在進行應力計算時橫橋向可只考慮一組車輪加載

4、；確定了各構(gòu)造細節(jié)的輪載最不利加載位置。
　?。?）在疲勞荷載譜和應力影響面基礎上，通過編程模擬車輛在鋼橋面板上的行駛過程，得到各構(gòu)造細節(jié)的疲勞應力歷程，然后采用簡化雨流計數(shù)法統(tǒng)計應力循環(huán)，得到疲勞應力譜，最后進行疲勞壽命評估。由評估結(jié)果可知，四軸以上貨車對各構(gòu)造細節(jié)的疲勞損傷貢獻率占比超過90%，其中五軸車和六軸2類車的疲勞損傷貢獻率最高，二者占比均為35%左右，三軸2類車疲勞損傷貢獻率最低，不到1%；各構(gòu)造細節(jié)的疲勞壽命均小于