新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能对比试验研究
徐秀丽1 钱思博1 李洪涛2 吴冲3 王仁贵4 李琦2 丁兴国1 李枝军1 李雪红1
1. 南京工业大学， 江苏南京 211816
Comparative test study on fatigue performance of new orthotropic steel bridge decks with openshaped longitudinal ribs
Xu Xiuli1 Qian Sibo1 Li Hongtao2 Wu Chong3 Wang Rengui4 Li Qi2 Ding Xingguo1 Li Zhijun1 Li Xuehong1
1. Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China
摘要 为从根本上改善正交异性钢桥面板疲劳性能，文章提出3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构，分别为L肋-横隔板开大槽口、L肋-横隔板开钥匙孔、球扁钢肋-横隔板开苹果孔。为探究新型开口肋正交异性钢桥面板疲劳性能优越性及其疲劳易损部位，设计包括双面焊闭口U肋和3种新型开口肋正交异性钢桥面板结构的4个足尺模型，进行疲劳加载对比试验。通过组合式监测方法，捕捉关键细节疲劳裂纹的产生和扩展状态。试验结果表明：1000万次疲劳加载后，闭口U肋和大槽口桥面板的疲劳性能薄弱部位均为纵肋与顶板连接部位顶板焊趾；1200万次疲劳加载后，钥匙孔桥面板疲劳性能薄弱部位为横隔板与顶板连接焊缝顶板焊趾，苹果孔桥面板仍未产生疲劳裂纹。闭口U肋疲劳裂纹起裂于顶板与纵肋连接焊缝焊趾，分别沿着焊趾或者垂直、斜交于焊缝扩展；大槽口桥面板疲劳裂纹起始位置与闭口U肋相同，沿顶板焊趾扩展；钥匙孔桥面板疲劳裂纹起裂于顶板与横隔板连接焊缝顶板焊趾，并沿焊趾绕着横隔板扩展。新型开口肋结构可显著降低各疲劳易损细节的应力水平及横隔板面外变形，其中钥匙孔桥面板与苹果孔桥面板在顶板与纵肋连接处应力幅仅为闭口U肋的6.39%和11.12%，苹果孔桥面板开口处应力幅及面外变形较闭口U肋分别降低了42%和34%；相同加载条件下，苹果孔桥面板的疲劳寿命最高，其次为钥匙孔桥面板，二者均表现出优异的抗疲劳性能。
关键词 ：
桥梁工程 ,
开口肋正交异性钢桥面板 ,
足尺模型 ,
疲劳试验 ,
疲劳裂纹
Key words ：
bridge engineering
orthotropic steel bridge deck with open-shaped longitudinal ribs
full-scale model
fatigue test
fatigue crack
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