腐蝕環(huán)境下節(jié)段式鋼箱梁的疲勞性能研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)在實際工程中應(yīng)用廣泛，但在大跨度鋼橋的運營過程中也會產(chǎn)生各種病害，最典型的病害為鋼箱梁腐蝕和出現(xiàn)疲勞裂紋。腐蝕和疲勞是鋼箱梁退化的最常見的因素，而且這兩種因素之間存在著相互促進作用。目前，對鋼箱梁腐蝕疲勞性能的研究相對較少，因此本文設(shè)計了典型的節(jié)段式鋼箱梁試件，在一定的荷載水平和加載頻率下，研究了試件分別在未腐蝕、不同濃度腐蝕液作用下的疲勞性能，最后，通過建立體殼組合單元模式的分析模型對試件進行了熱點應(yīng)力分析。本文主要研究內(nèi)容為：

2、
　?。?）通過腐蝕疲勞試驗，對節(jié)段式鋼箱梁試件的裂紋發(fā)展和壽命進行了研究，研究表明，四個試件發(fā)生疲勞破壞的位置均為節(jié)段式鋼箱梁頂板與U肋焊縫處，且均在頂板母材上斷裂；腐蝕對試件的疲勞性能有一定影響，經(jīng)過3％NaCl腐蝕液腐蝕的試件疲勞性能退化最為嚴重，其次為經(jīng)過1%NaCl腐蝕液腐蝕的試件和5%NaCl腐蝕液腐蝕的試件，最后是未經(jīng)過腐蝕的試件；
　?。?）基于實測試件的疲勞殘余應(yīng)變，本文建立了三階段的疲勞累積損傷公式，所提

3、出的研究方法可供疲勞損傷分析參考；
　?。?）鋼箱梁腐蝕疲勞有限元建模計算，分別建立節(jié)段式鋼箱梁試件的體單元模型和體殼組合單元模型進行計算，計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行驗證，得到較為合理的有限元計算模型為體殼組合單元模型；
　?。?）鋼箱梁腐蝕疲勞的熱點應(yīng)力計算，采用體殼組合單元建模分析，由不同方法外推得到的焊縫焊趾處的熱點應(yīng)力不同；考慮腐蝕對節(jié)段式鋼箱梁試件焊縫熱點應(yīng)力的影響，在試驗荷載等級25kN、不考慮涂層對鋼材的保護作用下