钢箱梁横隔板疲劳开裂机理与损伤修复研究

本书紧密围绕钢箱梁横隔板疲劳开裂机理与损伤修复技术，调研了国内外多座钢箱梁的疲劳病害，对其疲劳裂纹进行了总结和归类，探索了切割和焊接残余应力对钢箱梁疲劳性能的影响，基于监测数据对钢箱梁横隔板-U肋连接焊接、U肋对接焊缝的疲劳可靠性进行分析，明确了钢箱梁横隔板的疲劳开裂机理及其影响因素，对比分析了钢箱梁横隔板疲劳病害的常规处治方法，初步开展了胶接碳纤维板修复钢板的界面力学性能，计算分析了碳纤维板加固横隔板（钢板）的力学行为，为采用碳纤维板加固横隔板的疲劳损伤奠定了基础。    

陈卓异，长沙理工大学土木工程学科硕士生导师，主要从事钢桥疲劳行为分析与评估、断裂力学理论及应用、钢-混组合结构等相关研究。目前主持或负责国家自然科学基金及省部级科研项目10余项，在《土木工程学报》、《工程力学》、《中国公路学报》、《东南大学学报》、《Advances   in Engineering Research》、《Advanced Materials Research》等学术期刊发表学术论文20余篇。    

第1章 绪   论 1
    1.1 正交异性钢桥面板发展概述 1
    1.2 钢箱梁疲劳病害及开裂机理研究 5
    1.2.1 钢材疲劳研究 6
    1.2.2 钢箱梁疲劳开裂研究 7
    1.2.3 钢箱梁疲劳规范 12
    1.3 钢箱梁疲劳修复研究 13
    1.3.1 纵肋与顶板连接位置的加固与修复 13
    1.3.2 纵肋与纵肋拼接位置的加固 15
    1.3.3 纵肋与横隔板相交位置的修复措施 16
    1.4 钢箱梁疲劳研究存在的问题 17
    1.5 参考文献 19
第2章 钢箱梁疲劳病害及处治方法探讨 23
    2.1 引言 23
    2.2 原桥钢箱梁抗疲劳构造与运营荷载 24
    2.3 钢箱梁病害及产生原因 25
    2.4 计算基本假定 27
    2.5 移动轮载横隔板应力及其规律分析 28
    2.5.1 分析模型 28
    2.5.2 不利加载位置及其单轮轮载应力结果分析 28
    2.5.3 四轮载不利位置的有限元计算结果 31
    2.6 横隔板弧形缺口部位加固方案研究 32
    2.7 结论 37
    2.8 参考文献： 38
第3章 钢箱梁横隔板疲劳裂纹特征与轮载应力 40
    3.1 引言 40
    3.2 工程概况与横隔板疲劳裂纹特征 40
    3.3 加载车与布载工况 43
    3.4 有限元模型与所得计算结果 45
    3.5 现场的应变测点布置 46
    3.6 试验结果分析 48
    3.6.1 弧形切口断面应力 48
    3.6.2 紧邻横隔板的U肋腹板测点应力 50
    3.6.3 弧形切口附近横隔板两表面的测点应力 51
    3.7 结论 53
    3.8 参考文献： 53
第4章 钢箱梁横隔板-U肋交接处割焊残余应力分析 55
    4.1 引言 55
    4.2 有限元模型 55
    4.2.1 限元模型尺寸 55
    4.2.2 边界条件 56
    4.2.3 本构模型 57
    4.3 温度场结果分析 57
    4.4 应力场结果分析 58
    4.4.1 残余应力分布规律 58
    4.4.2 路径A、B残余应力分布规律 60
    4.5 加工工艺对残余应力的影响 61
    4.6 结 论 62    

本书紧密围绕钢箱梁横隔板疲劳开裂机理与损伤修复技术，调研了国内外多座钢箱梁的疲劳病害，对其疲劳裂纹进行了总结和归类，探索了切割和焊接残余应力对钢箱梁疲劳性能的影响，基于监测数据对钢箱梁横隔板-U肋连接焊接、U肋对接焊缝的疲劳可靠性进行分析，明确了钢箱梁横隔板的疲劳开裂机理及其影响因素，对比分析了钢箱梁横隔板疲劳病害的常规处治方法，初步开展了胶接碳纤维板修复钢板的界面力学性能，计算分析了碳纤维板加固横隔板（钢板）的力学行为，为采用碳纤维板加固横隔板的疲劳损伤奠定了基础。    

陈卓异，长沙理工大学土木工程学科硕士生导师，主要从事钢桥疲劳行为分析与评估、断裂力学理论及应用、钢-混组合结构等相关研究。目前主持或负责国家自然科学基金及省部级科研项目10余项，在《土木工程学报》、《工程力学》、《中国公路学报》、《东南大学学报》、《Advances   in Engineering Research》、《Advanced Materials Research》等学术期刊发表学术论文20余篇。