论文部分内容阅读
正交异性钢桥面板因其轻质高强、承载力高等特点,被广泛应用于大跨度桥梁中,然而经过数十年的发展,其疲劳破坏问题依旧十分突出。目前,在役的很多钢桥都出现了不同程度的疲劳裂纹,这严重影响着钢桥的安全性和服役寿命。因此,本文以全熔透U肋加劲正交异性钢桥面板为研究对象,通过试验测试研究了自然时效对焊接残余应力的影响,基于数值模拟手段分析了振动时效对残余应力的影响,主要研究工作如下:(1)介绍了正交异性钢桥面板在桥梁建造中的应用情况,对焊接残余应力的产生及其对钢桥的影响进行了说明,对自然时效及振动时效技术的研究进展和应用情况进行了介绍。(2)针对已有的正交异性钢桥面板试件,研究了自然时效对焊接残余应力的影响,具体采用盲孔法测试对比了试件静置前后残余应力的分布情况。结果表明,自然时效使得试件表面的残余应力发生了变化,但对不同部位的影响情况不同。对于顶板而言,自然时效降低了受拉区残余应力峰值,使构件残余应力均匀化;而对于U肋而言,自然时效导致残余应力总体增大。(3)利用数值模拟的方法研究了正交异性钢桥面板焊接残余应力在振动时效作用下的演化情况,结果表明:振动时效能有效降低构件残余峰值应力,并使得残余应力分布趋于均匀化。(4)基于数值模拟方法对振动时效进行了系统地参数分析,结果表明:在确保振动时效达到消除残余应力的条件和构件不发生疲劳损伤的前提下,随着激振荷载幅值的增大,残余应力降低的效果越明显;循环荷载的频率越接近固有频率,振动时效消除残余应力的效果越好;随着加载时间的增加,残余应力逐渐降低,最终趋于稳定,且残余应力的降低主要发生在循环荷载的前几个周期内。本文主要研究了自然时效和振动时效作用下正交异性钢桥面板焊接残余应力的松弛情况,相关研究结论可为正交异性钢桥面板疲劳性能研究提供必要的数据支撑,具有重要现实意义。