正交异性钢桥面板隔板开口的疲劳评估及碳纤维增强复合材料加固

摘要整理

正交异性钢桥面板（OSD）横向隔板开口处的裂纹是威胁其安全性的严重疲劳失效形式，其失效机制和裂纹处理技术尚未得到充分研究。本文首先进行了足尺试验，研究了抛光开口的疲劳性能，并考虑了人工几何缺陷的影响。随后对采用碳纤维增强复合材料（CFRP）加固的缺陷开口进行了对比试验。同时建立有限元模型进行数值分析，以验证和解释试验观察结果。研究表明：车轮荷载与热残余应力的耦合作用构成了开口疲劳裂纹的外部驱动力；初始几何缺陷是影响疲劳裂纹扩展的关键因素；距开口自由边缘6 mm处的主应力可作为疲劳评估的名义应力；抛光开口的疲劳抗力高于AASHTO规范A级标准。粘贴式CFRP加固体系在延长缺陷开口疲劳寿命方面效果显著。本研究为正交异性钢桥面板的疲劳评估和修复提供了新的认识。

相关论文