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材料劣化对钢-混凝土组合梁桥焊缝疲劳性能的影响

刘浪 张西东

刘浪, 张西东. 材料劣化对钢-混凝土组合梁桥焊缝疲劳性能的影响[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(6): 9-17. doi: 10.13206/j.gjgS21080901
引用本文: 刘浪, 张西东. 材料劣化对钢-混凝土组合梁桥焊缝疲劳性能的影响[J]. 钢结构(中英文), 2022, 37(6): 9-17. doi: 10.13206/j.gjgS21080901
Lang Liu, Xidong Zhang. Effect of Material Degradation on Fatigue Properties of Steel-Concrete Composite Bridge Welds[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(6): 9-17. doi: 10.13206/j.gjgS21080901
Citation: Lang Liu, Xidong Zhang. Effect of Material Degradation on Fatigue Properties of Steel-Concrete Composite Bridge Welds[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2022, 37(6): 9-17. doi: 10.13206/j.gjgS21080901

材料劣化对钢-混凝土组合梁桥焊缝疲劳性能的影响

doi: 10.13206/j.gjgS21080901
基金项目: 

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)。

详细信息
    作者简介:

    刘浪,女,1985年出生,博士,副教授。Email:yilupaolai2008@163.com

Effect of Material Degradation on Fatigue Properties of Steel-Concrete Composite Bridge Welds

  • 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较未劣化时分别为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。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-09
  • 网络出版日期:  2022-09-02

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