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《超大跨徑斜拉橋焊接細節(jié)熱點應力集中系數(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、310科技研究城市道橋與防洪2013年8月第8期超大跨徑斜拉橋焊接細節(jié)熱點應力集中系數(shù)研究李元兵(上海同濟建設工程質量檢測站，上海市200092)摘要：該文以某斜拉橋為研究背景，基于外推法和Dong氏法，研究了超大跨徑斜拉橋鋼箱梁焊接細節(jié)熱點應力集中效應，確立了熱點應力計算方法，并測試分析了各主要焊接細節(jié)焊趾應力集中效應。結果表明：邊界條件對計算結果影響不明顯，網(wǎng)格劃分密度對計算結果影響較大，需予以重視。關鍵詞：粗糙模型；子模型；熱點應力集中系數(shù)．步推法中圖分類號：U445．58*3、U441．5文獻標識碼：A文章編號：1009—7716(2013)07—0310—040前言1工程背景
2、超大跨徑斜拉橋作為焊接結構，由于焊縫焊某斜拉橋為100m+100m+300m+l088m(中趾處的應力集中、殘余拉應力和焊接缺陷的作用，跨)+300m+100m+100m的雙塔雙索面鋼箱梁斜其疲勞強度大幅度地低于基本金屬的疲勞強度，拉橋，主梁采用扁平流線形鋼箱梁。頂板在順橋向不因而，各焊接細節(jié)是最易發(fā)生疲勞破壞的位置。目同區(qū)段采用了14～24mln不同的厚度，橫橋向靠前針對鋼橋的疲勞設計和評估，廣泛采用的是基近外腹板2．55m范圍內采用了20mm、24mm兩于s—N曲線的名義應力法。但使用的s—N曲線必種厚度，頂板設置了8～10mm厚的u型加勁肋；須與特定的焊接細節(jié)相對應，由于有效的疲
3、勞試底板在順橋向不同區(qū)段采用了12～24mm不同的驗數(shù)據(jù)極其匱乏，難以建立眾多焊接細節(jié)的疲勞厚度，并設置了6—8mm厚的u型加勁肋。鋼箱梁壽命S-N曲線，設計時又常存在判斷焊接細節(jié)類內設置了橫隔板，其標準間距為400em。非吊點處型的混亂，甚至誤判和錯判。目前，國內和國際上橫隔板一般為10lnrfl厚，拉索吊點處橫隔板采用評估焊接細節(jié)疲勞壽命，應用較為廣泛的是基于變厚度，即外腹板附近為16mill厚、中間為12mm熱點應力幅的S-N曲線法。與名義應力法需確定厚。鋼箱梁內設置兩道縱隔板，除豎向支承區(qū)、壓焊接細節(jié)不同，熱點應力直接考慮了焊接節(jié)點焊重區(qū)和索塔附近梁段采用實腹板式外，余均為桁縫
4、周圍應力的不均勻分布，且排除了焊縫形狀和架式。斜拉索在主梁上的錨固采用錨箱式，錨箱安焊接缺陷的影響，使得具有不同焊縫截面和焊趾裝在主梁腹板外側，并與其焊成一體。主梁采用條件的同種材料焊接節(jié)點可以采用相同的S-N曲Q370qO和Q345qD鋼材，鋼材屈服強度及其相關線來預測疲勞壽命。熱點應力決定了疲勞裂紋的容許應力隨板厚變化根據(jù)GB／T714—2000規(guī)定執(zhí)擴展方式，是節(jié)點疲勞壽命的主要影響因素，可由行。索塔采用倒Y形混凝土塔，上塔柱為對稱單箱熱點應力集中系數(shù)計算而得。由于熱點應力集中單室斷面，壁厚在斜拉索錨固面為100cm，非錨固受載荷方式、焊件幾何尺寸等因素影響；采用有限面為120e
5、m。斜拉索在索塔上的錨固，第1～3對元數(shù)值分析，其結果對單元類型及網(wǎng)格劃分比較直接錨固在上塔柱的混凝土底座上，其他采用鋼敏感；若選用外推法計算，外推點的選擇亦跟焊接錨箱錨固。鋼錨箱包裹在上塔柱混凝土中。鋼錨箱采方式和焊縫幾何形狀有關。目前，熱點應力集中系用節(jié)段制作，節(jié)段長7l1．8—851．7cm，寬240em，高數(shù)的研究主要集中海洋平臺、船舶等領域，在橋梁230～355cm，節(jié)段間采用高強螺栓連接；鋼錨箱工程中很少涉及；研究的手段多是通過有限元數(shù)與索塔之間側向接觸面采用剪力釘連接，最下端值模擬，缺乏有效的試驗驗證ll-41。本文基于國內外直接支撐于混凝土底座上。現(xiàn)有的熱點應力計算理論
6、，對超大跨徑斜拉橋焊2有限元數(shù)值模擬接細節(jié)的熱點應力集中系數(shù)進行數(shù)值分析和試驗驗證。用有限元法分析焊接節(jié)點熱點應力，計算結果的精度很大程度上取決于所建立的有限元模型收稿日期：2013—05—08是否合理。尤其是網(wǎng)格劃分、單元類型、邊界條件，作者簡介：李元兵(1979-)，男，湖北應城人，博士，q-~~li，研以及焊縫的模擬等直接影響了計算結果?？紤]到究方向：橋梁結構退化與損傷評估。2013年8月第8期城市道橋與防洪科技研究311計算精度的要求和計算存儲的限制，在對頂板與3熱點應力計算結果縱肋焊接節(jié)點劃分網(wǎng)格時，須采用分區(qū)域網(wǎng)格法。即焊縫附近的區(qū)域，因為應力集中的存在，應力梯采用圖1建立
7、的有限元模型，分析大橋箱梁u度較大，網(wǎng)格需要劃分得較密一些，而在遠離焊縫肋與頂板節(jié)點焊縫周圍的應力分布，計算結果如的區(qū)域是非重要區(qū)域，應力梯度較小，網(wǎng)格可劃分圖2所示(t和t1分別為頂板和u肋腹板的厚度)；得稀疏一些。在單元類型的選擇上，由于殼單元不分別選用0．491．0t和0．5t／1．5t作為參考點，通能反映應力在板厚度方向上的變化，而且在模擬過線性外推法計算該節(jié)點的熱點應力集中系數(shù)，焊縫形狀上也有缺陷，因此應采用三維實體單元如表1所列。由
