鋼橋腹板間隙面外變形加固有限元分析

魏孟春， 蘇 航， 徐偉博， 郭文杰

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院， 天津 300392)

鋼橋腹板間隙面外變形加固有限元分析

魏孟春， 蘇 航， 徐偉博， 郭文杰

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院， 天津 300392)

在車輛荷載作用下，鋼板梁橋的腹板間隙處會(huì)出現(xiàn)由于面外變形引起的疲勞裂紋。通過腹板間隙處開裂前后及加固前后的有限元模型，分析車輛通過幾種不同橋梁過程中腹板間隙處面外變形、橫撐力和應(yīng)力的變化歷程。分析結(jié)果表明在疲勞車輛荷載作用下，腹板與翼緣板的焊趾細(xì)節(jié)的應(yīng)力可以達(dá)到150 MPa左右，加勁肋與腹板的焊趾處應(yīng)力可以達(dá)到110 MPa；當(dāng)出現(xiàn)疲勞裂縫之后，間隙處面外變形會(huì)陡增，橫撐傳遞到該細(xì)節(jié)的力也會(huì)降低到很低的水平；角鋼加固可以有效降低細(xì)節(jié)處的面外變形，橫撐與主梁間的連接剛度會(huì)因此變大，使得主梁間橫撐對(duì)主梁的橫向力增大，這就要求維修后該細(xì)節(jié)要承受更大的橫向力。

鋼板梁橋； 腹板間隙； 面外變形； 疲勞開裂； 維修加固

0 引言

19世紀(jì)80年代以前設(shè)計(jì)的鋼板梁橋中，橫撐通過與主梁腹板焊接的橫向加勁肋與主梁連接，為了避免橫向加勁肋和主梁受拉翼緣之間的焊接細(xì)節(jié)發(fā)生疲勞失效，通常將橫向加勁肋截短，這樣橫向加勁肋和主梁受拉翼緣之間就有幾個(gè)厘米的腹板間隙。車輛荷載作用下，主梁之間存在撓度差，橫撐對(duì)主梁腹板施加一個(gè)推力或拉力，使得剛度較小的腹板間隙處發(fā)生雙彎曲變形，產(chǎn)生較大的二次應(yīng)力，導(dǎo)致疲勞裂紋在此處萌生和擴(kuò)展。……