随机车流下正交异性钢桥面板弧形切口应力响应特征研究.pdf

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1、第41卷，第2期公路工程V01．41，No．2随机车流下正交异性钢桥面板弧形切口应力响应特征研究王甜‘，祝志文2，向建军1(1．湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙410008；2．湖南大学土木工程学院，湖南长沙410082)[摘要]正交异性钢桥面板横隔板弧形切口是疲劳敏感细节之一。为获得其轮载作用下应力响应特征，开展了随机车流下正交异性钢桥面板弧形切口应力监测。研究认为，一辆卡车通过横隔板弧形切口将产生与轴组数量对应的应力幅，其应力响应不能分辨小间距轮轴；在超载卡车作用下横隔板弧形切I=I将产生很大的应力响应，应力峰值可能会大于钢材的容许应力，而此时弧形

2、切口处于双向受压状态，活载应力幅为压应力幅；研究同时发现，横隔板将受到面外弯曲作用，在轮载作用一侧的弧形切口将产生显著的面外变形。分析认为，如弧形切口出现疲劳开裂，开裂方向将在与水平面成约200的斜上方向指向邻近纵肋。[关键词】正交异性钢桥面板；弧形切口；随机车流；应力监测；面外变形[中图分类号】U448．21+3[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2016)02—0066—06CharacteristicAnalysisofStressResponseatDiaphragmCutoutonOrthotropicSteelBridgeDeck

3、UnderRandomTrafficFlowWANGTianl，ZHUZhiwen2，XIANGJianjunl(1．HunanProvincialCommunicationPlanningandSurvey，Changsha，Hunan410008，China；2．SchoolofCivilEngineering，HunanUniversity，Changsha，Hunan410082，China)[Abstract]ThediaphragmcutoutisoneofthefatiguecriticaldetailsinOrthotropicsteel

4、bridgedecks．Thispaperfocusesoncharacteristicdescriptionofstressresponseofthediaphragmcutoutbasedonfieldmonitoringunderrandomtrafficflows．Theresultsshowthatthenumberofstresscyclesproducedbythepassageofonetruckatthecutoutmerelydependsonthenumberofaxlegroupsratherthantheaxlenumbers．

5、Underoverweighttruckloading，thecutoutmayproducehighlevelpeakstresswhichmayex-ceedthesteelallowablestress，whilethedetailisundergoingbiaxialcompressionwithonlycompressivestressranges．Itisalsofoundthatthediaphragmindicatesout·of-planebending，andthecutoutatthesideclosetowheelloadingp

6、resentssignificantout-of-planedistortion．Itisconcludedthatiffatiguecrackingoccursatdiaphragmcutout，itwillextendinthedirectionwithabouttwentydegreeangletothelevelandorientateupwardtotheadjacentrib．[Keywords]orthotropicsteelbridgedeck；diaphragmcutout；randomtraffic；stressmonitoring；

7、out．-of．．planedistortion1概述第二次世界大战后，由于大量基础设施遭受战争严重破坏，加之经济困难，材料极其短缺，德国桥梁工程师将船舶制造中采用的正交异性钢面板引入桥梁工程中，发明了正交异性钢桥面板，并于1948年申请了专利。从此，在欧洲开始大量建造正交异性钢桥面板桥梁。正交异性钢桥面板结构多为全钢焊接结构，由面板、纵肋和横隔板组成。沿横桥向小间距布置的纵肋弹性支承在沿纵桥向一定间距布置的横隔板上，分别形成纵桥向和横桥向对面板的加劲，而面板成为纵肋和横隔板共同的上翼缘，如图1[收稿日期】2015一11—24[基金项目】国家重点基础研究

8、发展计划(2015CB057702)；国家自然科学基金(51278191)；湖南