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荷兰喜力（Heineken）食品饮料公司喜力（Heineken）啤酒北京市场暑期推广广告策划方案 (2).ppt超载对正交异性钢桥面板疲劳行为的影响
1绪论

如前所述,由于钢筋混凝土的自重较大,采用钢筋混凝土面板的桥梁跨度受到了很大的限制。同时,燒接技术的快速发展促进了钢桥面板的应用,进而加速了钢结构桥梁的发展。世界上第一座采用钢桥面板连续梁桥是德国的Feldcoeg桥,[3]。经历了二战的浩劫,有大量的桥梁被摧毁,战争结束后毁坏的桥梁需要修复,然而由于战争的消耗,严重缺乏所需钢材。正交异性钢桥面板有着较高的材料利用率,在保证其充足的承载能力的同时,降低了结构的自重,充分发挥了钢材轻质高强的力学性能。凭借着诸多优点,正交异性钢桥面板发展迅速。世界上第一座明确将正交异性钢桥面板作为桥面板结构的钢箱梁桥是1950年德国在曼海姆建成的跨越内卡河的Kurpfalz桥(如图L3所示)。20世纪60年代,由于大型辑乳钢板、自动化切割和爆接等技术的发展,钢桥建设快速发展。1966年德国科隆市建成的动物园桥是当时世界上跨度最长的钢箱梁桥,也是世界上第一座爆接高强度钢桥,桥面结构采用正交异性钢桥面板[5]。我国对正交异性钢桥面板的研究始于20世纪70年代,正交异性钢桥面板首先被应用于铁路钢箱梁桥,如撞关黄河铁路大桥[6]。较早应用正交异性钢桥面板的公路桥有广东省马房北江公路桥和山东胜利黄河大桥,分别建成于1980年和1987年。自上世纪90年代开始,正交异性钢桥面板被应用于公路钢桥的建设中。目前正交异性钢桥面板不仅仅被应用到新建桥梁工程中,而且在钢桥面板的维修与改造方面也得到了广泛的采用。

正交异性钢桥面板具有众多的优点,但其结构构造复杂,又加上燥接造成的残余应力、结构本身存在的缺陷以及施工质量和直接承受车轮荷载的反复作用等综合因素的影响,正交异性钢桥面板易于遭受疲劳损伤,而疲劳裂纹的出现严重影响了桥梁的安全性和耐久性。英国建于1966年的赛文桥分别于1971年和1977年发现了3种揮接疲劳细节幵裂[8]。德国的海斯特(Haseltal)桥和斯乃纳(Sinntal) [9]桥在通车后不久也发现了疲劳裂纹;德国Porta桥在建成通车不久后,便有疲劳裂纹出现在纵助与横隔板的傳接处。在美国、日本以及其它欧洲国家的桥梁结构,也发现了钢桥面板的疲劳裂纹。随着社会经济急速发展,道路桥梁的车流量和载荷不断增加,导致钢桥面板的疲劳幵裂现象加速,使得桥梁检查和维修加固费用大大增加。正交异性钢桥面板在我国应用较晚,但发展迅速。目前我国己有众多大跨度钢桥采用了正交异性钢桥面扳,这其中包括斜拉桥、悬索桥和钢拱桥等多种构造形式。正交异性钢桥面板在得到广泛应用的同时,也遇到了一些问题,其中疲劳问题便是其中之一。在此以国内建成通车的钢桥为例,简述正交异性钢桥面板在国内应用中遇到的疲劳问题。国内某钢箱梁悬索桥在建成通车仅六年,便发现钢箱梁有裂穿面板的裂纹(裂纹起源于面板与U型助间的纵向角辉缝处,并导致桥面铺装层开裂),随即对其进行了得接修补。在运营通车十年时进行了全面的检查,发现了更多的裂纹,裂纹分布的部位扩大至横助与纵向U型助下翼缘相交的弧形缺口处、U型助嵌补段对接傳缝处以及其他部位,而且之前进行辉接修补处又再次发生了疲劳裂纹。
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2 正交异性钢桥面板疲劳分析与评定

钢结构疲劳是在往复循环荷载作用下的微观裂缝逐渐发展至断裂的脆性破坏[31]。断口的形式多种多样,有的是贯穿基材构件,有的贯穿傳接裂缝,有的既贯穿基材构件又贯穿连接的傳缝。在发生疲劳断裂的截面,计算所得的应力一般没有达到材料的抗拉强度,甚至都没有达到材料的屈服强度。而且,疲劳破坏是脆性破坏,几乎没有塑性变形,也没有明显的变形发展阶段,危害很大,应当引起注意。通常来说,将疲劳断裂划分为三个阶段,它们分别是裂纹的形成、裂纹的逐渐发展和最后的断裂。对于掉接结构,揮缝不可避免的会存在一些微观裂纹或者咬边、孔洞、和夹渣等缺陷;对于非煌接结构,结构中的冲孔、剪边和气割等部位也存在微观裂纹。因此对于钢结构而言是不存在裂纹形成阶段的。由于揮缝的中的微观裂纹、孔洞、夹液等缺陷在所难免,这就导致一般的钢结构建筑物中不会存在裂纹的形成阶段。辉缝中的缺陷与通常所认为的微裂纹极其类似;而在非爆接的结构形式中,又因为冲孔、气割、剪边工艺而产生微观的裂纹。通过研究疲劳破坏的断口面发现,一般的断口分为两个区域,分别是呈半椭圆形的光滑区和粗糖区(),在往复循环的作用下,微观裂纹逐渐发展,裂纹边缘的基材因循环的挤压和分离形成部分光滑区域;微观裂纹的发展削弱了截面,当逐渐减小的剩余截面无法承担破坏时,构件就会产生瞬间的断裂,这种突然地脆性撕裂产生了断口的粗糖区域。
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钢桥疲