中国科技核心期刊
中国建筑科学领域高质量科技期刊分级目录T2级期刊
RCCSE中国核心学术期刊
美国化学文摘社(CAS)数据库 收录期刊
日本JST China 收录期刊
世界期刊影响力指数(WJCI)报告 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

铺装特性对钢桥面板疲劳损伤的耦合影响机制

宋松科 杜桃明 杨涛 张清华

宋松科, 杜桃明, 杨涛, 张清华. 铺装特性对钢桥面板疲劳损伤的耦合影响机制[J]. 工业建筑, 2024, 54(12): 229-237. doi: 10.3724/j.gyjzG21122303
引用本文: 宋松科, 杜桃明, 杨涛, 张清华. 铺装特性对钢桥面板疲劳损伤的耦合影响机制[J]. 工业建筑, 2024, 54(12): 229-237. doi: 10.3724/j.gyjzG21122303
SONG Songke, DU Taoming, YANG Tao, ZHANG Qinghua. Coupling Effect Mechanism of Pavement Characteristics on Fatigue Damage of Orthotropic Steel Decks[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2024, 54(12): 229-237. doi: 10.3724/j.gyjzG21122303
Citation: SONG Songke, DU Taoming, YANG Tao, ZHANG Qinghua. Coupling Effect Mechanism of Pavement Characteristics on Fatigue Damage of Orthotropic Steel Decks[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2024, 54(12): 229-237. doi: 10.3724/j.gyjzG21122303

铺装特性对钢桥面板疲劳损伤的耦合影响机制

doi: 10.3724/j.gyjzG21122303
基金项目: 

四川省交通运输科技项目(2020-B-02)。

详细信息
    作者简介:

    宋松科,硕士研究生,高级工程师,主要从事大跨度桥梁与组合结构桥设计及研究,54881770@qq.com。

    通讯作者:

    张清华,工学博士,教授,博士生导师,主要从事钢结构桥梁疲劳与损伤研究,swjtuzqh@126.com。

Coupling Effect Mechanism of Pavement Characteristics on Fatigue Damage of Orthotropic Steel Decks

  • 摘要: 目前钢桥面板以其容重小、强度较高、适应装配化生产而得到了广泛的应用。铺筑于钢桥面板之上的沥青铺装可有效分散轮载,并起到强化钢桥面板刚度的作用,可有效减缓顶板与纵肋构造细节疲劳损伤速率。但沥青铺装的荷载分散效应和刚度强化作用易受温度和荷载频率的影响,为探究铺装特性对顶板与纵肋疲劳损伤的耦合影响机制,基于沥青铺装材料动态应力-应变关系,分析并量化了沥青铺装层温度与动力特性对顶板与纵肋构造细节疲劳损伤的影响效应。在此基础上,结合实桥车流数据建立了日内每小时随机车流荷载模型,量化了沥青铺装层温度与动载效应对关注细节疲劳损伤特性的耦合影响。研究结果表明,在其他边界条件相同时,夏季钢桥面板疲劳损伤约为冬季钢桥面板疲劳损伤的3.7倍;传统不考虑铺装特性的钢桥面板寿命评估偏于不安全,考虑铺装的温度效应和动载效应后,钢桥面板的疲劳寿命从约54.2 a降低至约42.7 a,降低幅度达21.2%。
  • [1] 张清华, 卜一之, 李乔. 正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J]. 中国公路学报, 2017, 30(3): 14-30.
    [2] WOLCHUK R. Lessons from weld cracks in orthotropic decks on three european bridges[J]. Journal of Structural Engineering, 1990, 116(1): 75-84.
    [3] KOLSTEIN M H. Fatigue classification of welded joints in orthotropic steel bridge decks[M]. Delft: Delft University of Technology, 2007.
    [4] LUO P, ZHANG Q, BAO Y, et al. Fatigue evaluation of rib-to-deck welded joint using averaged strain energy density method[J]. Engineering Structure, 2018, 177: 682-694.
    [5] TSAKOPOULOS P A, FISHER J W. Full-scale fatigue tests of steel orthotropic decks for the williamsburg bridge[J]. Journal of Bridge Engineering, 2003, 8(5): 323-333.
    [6] 张清华, 崔闯, 卜一之. 港珠澳大桥正交异性钢桥面板疲劳特性研究[J]. 土木工程学报, 2014, 47(9): 110-119.
    [7] FU Z, JI B, ZHANG C, et al. Fatigue performance of roof and U-Rib weld of orthotropic steel bridge deck with different penetration rates[J]. Journal of Bridge Engineering, 2017, 22(6), 4017016.
    [8] 冉云军, 吉伯海, 王秋东, 等. 考虑界面黏结的铺装-钢桥面板受力性能分析[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2018, 42(6): 1039-1043.
    [9] 吴冲, 刘海燕, 张胜利, 等. 桥面铺装对钢桥面板疲劳应力幅的影响[J]. 中国工程科学, 2010, 12(7): 39-42.
    [10] 李丽娟, 崔闯, 卜一之, 等. 铺装层对正交异性钢桥面板疲劳性能影响效应研究[J]. 世界桥梁, 2016, 44(5): 48-52.
    [11] KIM T W, BAEK J, LEE H J, et al. Effect of pavement design parameters on the behaviour of orthotropic steel bridge deck pavements under traffic loading[J]. International Journal of Pavement Engineering, 2014, 15(5): 471-482.
    [12] 吴冲, 刘海燕, 张志宏, 等. 桥面铺装温度对正交异性钢桥面板疲劳的影响[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2013, 41(8): 1231-1238.
    [13] 逯彦秋, 陈宜言, 孙占琦, 等. 钢桥桥面铺装层的温度场分布特征[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2009, 37(8): 116-121.
    [14] 刘扬, 李明, 邓扬, 等. 基于随机车辆模拟的钢桥面板焊接细节疲劳可靠度研究[J]. 中国公路学报, 2017, 30(11): 89-98.
    [15] 王辉, 霍智宇, 刘峰作. 超载对正交异性钢桥面板疲劳寿命影响研究[J]. 公路工程, 2017, 42(4): 59-62.
    [16] 杨沐野, 吉伯海,傅中秋, 等. 钢桥面板U肋与顶板焊根疲劳寿命预测方法对比分析[J]. 郑州大学学报(工学版), 2015, 36(2): 22-27.
    [17] LI M, SUZUKI Y, WANG H, et al. Experimental study of asphalt surfacing influence on rib-to-deck joints considering temperature and dynamic effects[J]. Journal of Bridge Engineering, 2016, 21(11), 4016077.
    [18] CUI C, XU Y, ZHANG Q, et al. Vehicle-induced dynamic stress analysis of orthotropic steel decks of cable-stayed bridges[J]. Structure and Infrastructure Engineering, 2019, 16(8): 1067-1081.
    [19] CUI C, ZHANG Q, HAO H, et al. Influence of asphalt pavement conditions on fatigue damage of orthotropic steel decks: parametric analysis[J]. Journal of Bridge Engineering, 2018, 23(12), 04018093.
    [20] 中华人民共和国交通运输部. 公路钢结构桥梁设计规范:JTG D64—2017[S]. 北京:人民交通出版社股份有限公司,2020.
    [21] 兆文忠, 李向伟, 董平沙. 焊接结构抗疲劳设计理论与方法[M]. 北京: 机械工业出版社, 2017.
    [22] 张清华, 崔闯, 魏川, 等. 钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统研究[J]. 中国公路学报, 2018, 31(11): 66-77.
    [23] 王民, 肖丽, 胡德勇, 等. 浇注式沥青混合料流变性研究[J]. 建筑材料学报, 2017, 20(4): 630-634.
    [24] 崔闯. 基于应变能的钢桥面板与纵肋连接细节疲劳寿命评估方法及其可靠度研究[D]. 成都:西南交通大学,2018.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  7
  • HTML全文浏览量:  1
  • PDF下载量:  1
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-23
  • 网络出版日期:  2025-01-04
  • 刊出日期:  2024-12-20

目录

    /

    返回文章
    返回