5、6公路钢结构桥梁设计规范宣贯疲劳
公路工程工安全技术规范(宣贯)
《公路工程施工安全技术规范》 (通用知识宣贯)
二O一八年二月二十五日
内容简介
《公路工程施工安全技术规范》包括总则、
术语、基本规定、施工准备、通用作业、路基工 程、路面工程、桥梁工程、隧道工程、交通安 全设施、改扩建工程、特殊季节与特殊环境施 工、附录、本规范用词说明和条文说明等十四 部分内容。
一、术语
8、危险性较大工程 在施工过程中存在的、可能导致作业人员群 死群伤或造成重大财产损失、作业环境破坏或其 他损失的工程。 9、警戒区 作业现场未经允许不得进入的区域。
二、公路工程施工安全生产总要求
公路工程施工安全生产总要求(6点): 1、遵守国家有关法律法规; 2、符合安全生产条件要求; 3、建立安全生产责任制; 4、健全安全生产管理制度; 5、设立安全生产管理机构; 6、足额配备具备相应资格的安全生产管理人 员。
2、各临建设施的设置要求 (1)设置间距:施工现场生产区、生活区、办公 区应分开设置;距离集中爆破区域应不小于500m。 (2)消防间距:施工现场临时用房、临时设施、 生产区、生活区、办公区的防火间距应符合现行《建 设工程施工现场消防安全技术规范》(GB50720)的 相关要求。
十一、驻地和场站建设
十一、驻地和场站建设
4、材料加工场 (1)宜设围墙或围栏防护实行封闭管理,并宜 设排水设施。 (2)场内应设置明显的安全警示标志及相关工 种的操作规程。 (3)加工棚宜采用轻钢结构,并应采取防雨雪、 防风等措施。
十一、驻地和场站建设
5、预制场、拌和场 (1)合理分区、硬化场地,设置排水设施。 (2)拌和机起重设备基础的地基承载力应满足 要求,材料及成品存放区地基应稳定。 (3)料仓墙体强度和稳定性应满足要求,料仓 墙体外围应设警戒区,距离宜不小于墙高2倍。 (4)拌和及起重设备应设置防倾覆和防雷击设 施。
《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64-2015)宣传PPT
We Analyze and Design the Future 《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015 功能展示 Do the right things right, We Analyze and Design the Future, MIDAS IT彭海军 2017.07.18《公路钢结构桥梁设计规范》JTG D64-2015midas Civil & Civil Designer【操作简单】 【无可替代】【功能强大】缘起·项目背景聚心·核心优势臻美·实例展示闪耀·亮点功能并进·共创未来项目背景新规范推出概率极限状态设计方法市场环境钢产量过剩: “去产能”被列为2016年五大结构性改革的任务之首。
我国钢桥建设远低于发达国家水平: 1%>50%35% 41%国家政策交通运输部关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见交公路发〔2016〕115号 2016年7月1日主要目标:到“十三五”时期末,公路行业钢结构桥梁设计、制造、施工、养护技术成熟,技术标准体系完备,专业化队伍和技术装备满足钢结构桥梁建设养护需要。
新建大跨、特大跨径桥梁以钢结构为主,新改建其他桥梁钢结构比例明显提高。
七大措施:(一)加强方案比选,鼓励选用钢结构桥梁。
(二)合理选型,更好地发挥钢结构桥梁的优势。
(三)重视钢结构桥梁的构造设计/连接过渡、抗疲劳、抗渗漏、抗火等(四)全面提高结构可维护性/可达、可检、可修、可换四可设计(五)推进钢结构桥梁工业化、标准化、智能化建造。
(六)尽快完善相关标准定额/专用施工和养护定额和标准图(七)加强专业人才培养/相关标准规范和知识技能的专项培训。
核心优势操作简单建立midas Civil 模型材料、截面、疲劳荷载导出到Civil Designer一键导出,无缝对接自动生成验算数据跨度、有效截面、倾覆、荷载组合运行,查看结果11个验算项、整体计算书1 2 3 4仅需4步功能强大11个验算项一、承载能力极限状态验算1、轴心受拉构件强度验算2、轴心受压构件强度验算3、轴心受拉构件整体稳定验算4、拉/压弯构件腹板应力验算5、拉/压弯构件腹板最小厚度验算6、拉/压弯构件腹板加劲肋验算7、拉/压弯构件翼缘板弯曲正应力验算8、拉/压弯构件整体稳定验算二、其他验算1、抗倾覆验算2、挠度验算及预拱度3、疲劳验算涵盖规范规定的所有验算项功能强大丰富的结果展示结果表格图形结果详细计算书1、能够快速定位验算不通过点位,并查找原因,提高建模效率2、全面贴合规范,给出详细计算流程,提高设计水平功能强大丰富的结果展示整体计算书美观大方,方便实用的整体计算书,可直接备份存档。
5、6公路钢结构桥梁设计规范宣贯疲劳
40kN 60kN 105kN 80kN 80kN 80kN
44.5吨14.3m
2.0 2.5 7.0 1.4 1.4
双车车队:中心距大于40m(车辆增多对疲劳的影响增大不多) 按杆系方法算内力再按材料力学方法计算应力
适用范围
主梁、主桁片等
验算方法:有限疲劳寿命
疲劳荷载模型III
2.3 2.2 2.1
2.3 2.2 2.1
2.0
2.0 1.9 1.8 1.7 10 20 30 40 l (m) 50 60 70 80
2.0 1.9 1.8 1.7 50 60 70 80
L大于80m时取为80m,L小于10m时取为10m
1. 8
30 )
2.4
10 l 30
其他影响因素
������������������ ( )1/5 100
������������������ 为构件的设计使用寿命(年)
������4 的计算
对荷载模型II
5 5 1/5 ������2 ������2 + ������1 ������1 ������������ ������������ ������1 ������1
������的计算
计算公式:������ 影响因素:
结构跨度(影响线有效长度)������1
= ������1 ������2 ������3 ������4 ������ ≤ ������max
年交通流量������2
设计使用寿命(非设计基准期)������3 多车道效应������4
ni为应力幅i实际的加载次数时间(cycle) Ni为构件在S-N曲线上对应于应力幅i的寿命(cycle)
公路钢结构桥梁设计规范
《公路钢结构桥梁设计规范》吴冲同济大学桥梁工程系Tel.021-65983116-2605cwu@交通部行业标准同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong12013-7-12大连1公路钢结构桥梁极限状态)承载能力极限状态¾包括构件和连接的强度破坏、结构、构件丧失稳定及结构倾覆¾按承载能力极限状态设计要求计算作用设计值效应的基本组合,组合表达式中的作用采用标准值,并乘以作用分项系数¾各种作用的分项按现行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60)的规定取用)正常使用极限状态¾包括影响结构、构件正常使用的变形、振动及影响结构耐久性的局部损坏¾按正常使用极限状态,采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值(频遇值系数取为1.0)的计算挠度值)疲劳极限状态¾按疲劳设计荷载计算¾无限寿命设计:应力幅小于S -N 曲线的截止应力幅¾有限寿命设计:基于S -N 曲线和应力幅的线性累计损伤准则同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 22013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材牌号¾《碳素结构钢》GB/T 700 :Q235钢¾《低合金高强度结构钢》GB/T 1591:Q345、Q390和Q420钢)钢材等级¾当桥梁的工作温度t 处于0℃≥t >-20℃时Q235和Q345:C 级,冲击韧性应满足试验温度0℃的要求Q390和Q420 :D 级,冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求;¾当桥梁工作温度处于t ≤-20℃时候,Q235和Q345 :D 级,冲击韧性应满足试验温度-20℃的要求 Q390和Q420 :E 级,冲击韧性应满足试验温度-40℃的要求。
同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong32013-7-12大连2 材料及设计指标)冲击韧性27-40E34-20D 340CQ42027-40E 34-20D 340CQ39027-40E 34-20D 340CQ34527-20D 270C Q235冲击韧性(J )试验温度(℃)质量等级钢材牌号同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 42013-7-12大连2 材料及设计指标)钢材设计指标:f d =f y /1.25425165285>50~100450175305>35~50480185320>16~35500195335≤16Q420钢395150265>50~100420160280>35~50440170295>16~35465180310≤16Q390钢330125220>50~100350135235>35~50390150260>16~35410160275≤16Q345钢24590165>60~10025595170>40~60270100180>16~40275105185≤16Q235钢f cd f vd f d 厚度(mm)牌号端面承压(刨平顶紧)抗剪抗拉、抗压和抗弯钢材同济大学吴冲Tongji University, Wu Chong 52013-7-12大连3 结构变形与刚度)采用不计冲击力的汽车车道荷载频遇值(频遇值系数取为1.0)的计算挠度值不应超过下表规定表4.2.1 竖向挠度限值l / 300悬索桥加劲梁l / 400斜拉桥主梁l / 300梁的悬臂端部l / 500简支或连续板梁l / 500简支或连续桁架限值桥梁结构形式注:表中l 为计算跨径,l 1为悬臂长度。
《公路桥梁加固设计规范》宣贯及技术培训讲座
缘应力为 、 控制。若原构件截面有效高为 ,受
压区高度为 ,钢筋弹模为 ,而增加材料后的组合
增 截面,相应值为 、 、 时。
大
截
则:
面
加
固
法
《公路桥梁加固设计规范》宣贯及技 术培训讲座
Ⅱ 、构件加固方法
式中: / 为两种钢筋的折算系数,
为原构件构件受拉钢筋的后期贡献值。
为钢筋位
置的影响系数。
《公路桥梁加固设计规范》宣贯及技 术培训讲座
亦即:
第二期受压构件容许的应变值为:
增
大 截
或
(受拉)
面
加
固
则
或
(受拉)
法 对于偏心受压构件,再计入所求应力点在截面中的位置
影响系数。
《公路桥梁加固设计规范》宣贯及技 术培训讲座
Ⅱ 、构件加固方法
5·3·4 式
5·3·5
增 大
式
截
面
加
固
法
(5·3·4-1) (5·3·4-2)
《公路桥梁加固设计规范》宣贯及技 术培训讲座
Ⅱ 、构件加固方法
讨论
①依受压较大边应变
②在材料进入弹塑性或塑性之后 ,受压区应力图形从三角形趋向
为控制,由平截面变形
于矩形。而中性轴到受压侧边缘
增 大
的直线关系求未知量。 当截面应变进入塑性状
高度的折算为受压区高度采用系 数:β取 0.5时为三角形应力图 式(线性分布);取1.0时全部
截
态后,截面变形不再保
Ⅱ 、构件加固方法
如果要提高加固构件承载力
增
1 增大 ,即新增钢筋离开中性轴较远 ;
大
截
2 减小 ,卸载加固( 减小);
公路钢结构桥梁设计规范宣贯
5 构件设计/5.1 一般规定
板的稳定问题
a=α·b
σx
σx
x
y 1
b
t·σcr
w'
w'+w·dx
E,t, ?
dx
t·σcr
(b)
x
t·σcr z,w
w(x,y) (a)
板的屈曲偏微分方程
t·σcr
t·σcr
w·dx
qz=t·σcr·屷 ·dx
(c)
D
? ? ?
? ?
4w x4
?
5 构件设计
疲劳破坏
? 钢结构疲劳:在反复荷载作用下,钢材应力低于 极限强度时发生的破坏现象
? 主要出现在正交异性桥面板等复杂应力位置
5 构件设计
疲劳破坏
5 构件设计
脆性破坏
? 脆性断裂:在很小的外荷载应力甚至没有外荷载 的情况下,钢结构焊缝处出现的断裂破坏现象
? 影响因素: ? 材料韧性/断裂韧性,与温度有关,夏比试验 ? 局部应力集中 ? 结构刚度 ? 加载速率
2
? 4w ?x2?y2
?
? 4w ?y4
? ? ?
?
??
cr t
? 2w ?x2
5 构件设计/5.1 一般规定
板的屈曲应力
? 板的边界条件:
? 0或a时
w
?
? 2w ?x2
?
0
0w或? ?b?y2时w2 ? 0
? 位移函数:
w(x, y) ?
Amn
?sin
m?
a
x ?sin?n? y
b
m、n为正整数
塑性变形
强化
断裂倒塌
钢结构桥梁疲劳设计要点探析
钢结构桥梁疲劳设计要点探析发表时间:2018-05-28T16:26:05.600Z 来源:《基层建设》2018年第10期作者:卢剑桥刘超凤厉硕彬[导读] 摘要:对于公路桥梁来说,在对其进行设计时要根据桥梁设计指标的相关要求,以实际情况为根本,优化整体设计形式,并执行有效的评价机制,把评价机制的作用最大程度的发挥出来。
华蓝设计(集团)有限公司广西南宁 530001摘要:对于公路桥梁来说,在对其进行设计时要根据桥梁设计指标的相关要求,以实际情况为根本,优化整体设计形式,并执行有效的评价机制,把评价机制的作用最大程度的发挥出来。
本文将根据钢结构桥梁疲劳设计的影响因素,深入分析钢结构桥梁疲劳设计的相关要点。
关键词:钢结构;桥梁;疲劳设计一、钢结构桥梁疲劳影响因素钢结构疲劳的基本起因是微裂纹。
随着往复荷载的作用,裂纹进一步扩展导致直接降低构件的承载性能,导致失效破坏。
因而,钢结构疲劳涉及材料、构件、构造、加工等系列内在因素,和可变荷载作用等外在因素。
1.材料特性钢材的疲劳性能和钢材的实际强度息息相关,每一种元素比例所构成的钢材料,它们的疲劳性能都存在较大差异。
不过同一种钢材,假若其强度增加很大,那么其疲劳性能的增长趋势是极弱的,所以使用过高强度的钢材进行抗疲劳设计是很不经济的,在选择时一定要综合考虑。
2.构件特性构件的尺寸和表面性能也是影响疲劳特性的关键因素。
钢构件的疲劳强度具有尺寸效应,一般而言构件尺寸小的其疲劳性能好;而构件尺寸大的,其疲劳强度具有一定程度的折减。
此外,钢构件表面的紧密程度也是影响疲劳强度的关键,因此疲劳裂纹的产生和发展一般在钢构件的表面,主要原因是外表面的应力水平往往较高,而约束较弱,使得裂纹容易拓展。
因此设计中需要考虑到尺寸效应引起的钢材疲劳强度折减,以及保证良好的钢构件表面完整性。
3.构造连接特性钢构件用于桥梁结构中,必然存在不同钢构件之间的连接及构造问题。
例如细节构造存在的截面削弱区域,钢构件会有应力集中问题,从而导致疲劳问题突出。
桥梁结构的疲劳性能分析与设计
桥梁结构的疲劳性能分析与设计桥梁结构是交通建设的重要组成部分,能够便捷地连接两岸,并促进区域经济发展。
但是,桥梁结构在长时间的使用过程中会经受到多种复杂作用力,如风荷载、震动荷载、交通荷载等,长时间使用后,容易出现疲劳损伤。
因此,疲劳性能的分析和设计对于提高桥梁结构的使用寿命和保障行车安全至关重要。
一、桥梁结构的疲劳损伤机理桥梁结构在长期使用中,会长时间受到交通荷载、周期性荷载等作用力的影响,局部区域可能会出现疲劳损伤。
这种损伤是在循环荷载作用下由于塑性和疲劳应力积累导致应力集中区出现撕裂或断裂,最终导致桥梁结构的损坏。
桥梁结构的疲劳损伤机理主要表现在以下几个方面:(1)动载作用下的疲劳损伤:动载荷载作用下,桥梁结构承受随时间变化的交通荷载,其反复载荷会导致钢材中疲劳裂纹的形成,使桥梁结构逐渐疲劳损伤。
(2)土壤沉降作用下的疲劳损伤:由于铁路、公路弯曲轨道的存在、车辆交替通过、换向、停泊等运动活动,使沉降点在一个特定的时间中反复受到十分复杂的负载作用。
(3)环境因素导致的疲劳损伤:如氧化腐蚀、气候变化、大风等,这些因素都会对桥梁结构的耐久性产生不同程度的影响,这也是桥梁结构出现疲劳损伤的主要原因。
以上机理指出了桥梁结构的疲劳损伤机理,这也是桥梁结构设计和维护要注意的关键方面。
二、桥梁结构的疲劳性能分析方法对于桥梁结构而言,正确地进行疲劳性能分析,极为重要,这也是桥梁设计的关键方面之一。
下文将从不同角度,分别介绍几种主流的分析方法。
(1)偶然事件模拟法偶然事件模拟方法是指对桥梁结构在实际使用工况下可能出现的偶然负荷进行事故模拟,对桥梁结构的疲劳寿命、可靠度等进行评估。
这种方法的不足在于,需要建立针对偶发载荷的事故模型,因此工作量较大,并且普遍情况下该模拟方法并不能准确模拟实际工况。
(2)等效荷载法等效荷载法是指通过对桥梁结构荷载作用的幅值及作用次数进行等效转换,找到相等应力下等效荷载的作用次数,对桥梁结构疲劳损伤进行分析。
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015-5构件设计(疲劳)
L
Nc=2×106
ND
NL
ogN
疲劳应力为拉-压循环的非焊接构件以及消除残余应力后的焊接构 件 p p max 0.6 p min (1 )( 0.6 )
p p max p min
12
5.5.4无限疲劳寿命设计方法(疲劳荷载计算模型I) 验算式
g Ff p kS D / g Mf
g Ff t p t L / g Mf
og
L = 5 100
C D
(1/5)
D
0.549 D 0.405 C
未消除残余应力后的焊接构件 p (1 )( p max p min )
Q0 Nly g2= 480 0.5 106
15
, 交通流量系数 g2
0.1 0.1 0.1
0.18 0.07
0.1 0.1 (m)
1.2
6.0 (a)
1.2
2.0
0.2
加 载 区 域 4
加 载 区 域 2
加 载 区 域 1
加 载 区 域 3
加 载 区 域 5
0.6
1.2
6.0 (b)
1.2
疲劳荷载模型III车轮 加载最不利位置
8
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
2.0 1.9 1.8 1.7 10 20 30 40 l (m) 50 60 70 80
1.8
(a)跨中部分
公路钢结构桥梁设计规范 JTGD64-2015
图D.0.5针对弯矩的gmax
(b)支承部分
1. 8
0. 01 8( l
公路工程施工安全技术规范宣贯
表4.4.4-1 外电架空线路边缘与在建工程(含脚手架)间安全距离
外电线路电压等级(kV)
<1
安全距离(m)
4
1~10
35~110
220
6
8
10
330~500 15
4 施工准备
规定。
4.4 施工临时用电 4.4.4电线架设应符合下列规定: 3施工现场的机动车道与外电架空线路交叉时,架空线路的最低点与路面的垂直安全距离应符合表4.3. 4-2的
4 施工准备
4.3.4 栈桥和栈桥码头应按照使用要求和相应的技术规范进行设计、施工和验收,并应符合下列规定: 6 栈桥行车道两侧宜设置护轮坎。 7 长距离栈桥应设置会车、掉头区域,间隔不大于500m。 8 通过栈桥的电缆应绝缘良好,并应固定在栈桥的一侧。 9 发生栈桥面或栈桥码头面被洪水、潮汛淹没,或栈桥被船舶撞击,或桩柱受海水严重腐蚀等情况,应重新 检测、复核原构筑物。 10 栈桥应设置满足施工安全要求的照明设施。 11 栈桥和栈桥码头应设专人管理,非施工车辆及人员不得进入,非施工船舶不得靠泊。
4 施工准备
4.3 临时码头和栈桥
段。
4.3.1临时码头宜选择在水域开阔、岸坡稳定、波浪流速较小、水深适宜、地质条件较好、陆路交通便利的岸
4.3.2 临时码头宜设置在桥梁、隧道、大坝、架空高压线、水下管线、取水泵房、危险品库、水产养殖场等区 域的下游方向,与其他构筑物的安全距离应符合现行《海港总平面设计规范》(JTJ 211)和《河港工程总体设计规范》 (JTJ 212)的有关规定。
条文说明: 本条参考《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ 46-2005)第8.1.8条制定。
4.4.9 遇有临时停电、停工、检修或移动电气设备时,应关闭电源。
公路桥梁标准疲劳车辆荷载
4. 结构分析
利用有限元等方法,分析结构在 荷载作用下的应力、应变分布。
疲劳寿命评估案例分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ案例一
某钢筋混凝土拱桥,通过名义应力法评估其疲劳寿命,发现拱圈 关键截面的疲劳寿命低于设计使用年限,提出加固建议。
案例二
某钢箱梁桥,采用局部应力应变法评估疲劳寿命,结果显示部分焊 缝位置的疲劳寿命较短,需进行焊缝加固和维修。
减轻结构自重
采用轻型、高强度的材料 ,减轻桥梁自重,降低结 构承受的荷载,进而减少 疲劳损伤。
采用高性能材料
高强度钢材
采用高强度钢材能够提高桥梁结构的承载能力和 抗疲劳性能。
耐候钢材
使用具有良好耐候性能的钢材,能够抵抗大气腐 蚀,延长桥梁使用寿命。
纤维增强复合材料
采用碳纤维、玻璃纤维等复合材料增强桥梁结构 ,提高抗疲劳性能和耐久性。
增强桥梁养护与维修
定期检查
建立定期的桥梁检查制度,及 时发现并处理桥梁结构的疲劳
损伤。
维修加固
对已经出现疲劳损伤的桥梁进 行及时维修和加固,防止损伤 扩大导致安全事故。
荷载监控
实时监测桥梁上的荷载情况, 避免超载车辆通过,以减少桥 梁结构的疲劳损伤。
养护技术
采用先进的桥梁养护技术,如 裂缝修补、混凝土表面保护等 ,提高桥梁的抗疲劳性能和使
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疲劳荷载对桥梁结构的影响
结构疲劳破坏:疲劳荷载长期作用于 桥梁结构,会导致结构材料的疲劳破 坏,从而降低结构的承载能力和使用 寿命。
加速老化:疲劳荷载会加速桥梁结构 的老化过程,使桥梁在正常使用年限 内出现提前破损和老化现象。
变形和裂缝:疲劳荷载可能导致桥梁 结构发生变形和裂缝,影响桥梁的线 形和美观,并可能引发结构安全隐患 。
道路桥梁的抗疲劳设计与评估方法
道路桥梁的抗疲劳设计与评估方法在现代交通体系中,道路桥梁扮演着至关重要的角色。
它们不仅是连接各个地区的纽带,更是保障经济发展和人民生活便利的基础设施。
然而,由于长期承受车辆荷载的反复作用,道路桥梁容易出现疲劳损伤,这可能会影响其结构的安全性和耐久性。
因此,进行有效的抗疲劳设计与评估是确保道路桥梁长期稳定运行的关键。
一、道路桥梁疲劳问题的产生道路桥梁在使用过程中,其结构会不断受到车辆行驶产生的动荷载作用。
这些动荷载具有周期性和随机性的特点,当荷载的反复作用次数达到一定程度时,结构内部就会逐渐产生微小的裂纹。
随着时间的推移,裂纹不断扩展,最终可能导致结构的破坏,这就是疲劳问题产生的基本过程。
影响道路桥梁疲劳性能的因素众多。
首先,车辆的类型、重量和行驶速度是重要因素。
重载车辆和高速行驶会加大荷载的作用强度和频率,从而加速疲劳损伤的发展。
其次,桥梁的结构形式和材料特性也对疲劳性能有显著影响。
复杂的结构形式可能导致应力集中,而材料的强度、韧性和疲劳极限则决定了其抵抗疲劳损伤的能力。
此外,环境因素如温度、湿度、腐蚀等也会削弱结构的性能,增加疲劳破坏的风险。
二、道路桥梁抗疲劳设计方法1、合理选择结构形式在设计阶段,应根据实际使用需求和条件,选择具有良好抗疲劳性能的结构形式。
例如,采用连续梁桥相对于简支梁桥可以减少支座处的应力集中,从而提高抗疲劳能力。
对于钢结构桥梁,选择合理的节点形式和连接方式能够有效降低焊接部位的应力水平。
2、优化构件细节设计注重构件的细节设计是提高抗疲劳性能的关键。
例如,在焊接部位应尽量采用平滑的过渡,避免尖锐的转角和突变的截面。
对于混凝土构件,应合理配置钢筋,避免钢筋的密集布置和交叉,以减少应力集中。
3、选用高性能材料选择具有高疲劳强度和良好韧性的材料可以显著提高道路桥梁的抗疲劳性能。
例如,高性能钢材和高强度混凝土在现代桥梁建设中得到了越来越广泛的应用。
4、考虑荷载谱的影响准确分析和预测车辆荷载的类型、大小和分布情况,建立合理的荷载谱。
简析桥梁钢结构的疲劳设计原则与策略
简析桥梁钢结构的疲劳设计原则与策略作者:胡元峰来源:《科技创业月刊》 2016年第23期胡元峰(海波重型工程科技股份有限公司湖北武汉430207)摘要:伴随着我国当前城镇化建设水平的不断提升,钢结构桥梁的建设规模也越来越大。
在钢结构桥梁的使用过程中,由于受到交通重载荷的影响导致疲劳现象的产生,严重影响了钢结构桥梁的使用寿命。
基于这一现状,首先分析了影响桥梁钢结构疲劳性能的因素,继而阐述了桥梁钢结构疲劳设计应当遵循的原则,然后提出了钢结构桥梁疲劳设计策略。
关键词:桥梁钢结构;疲劳;设计原则;设计策略中图分类号:U443.31文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1665-2272.2016.23.069 收稿日期:2016-10-26伴随着我国当前城镇化建设水平的不断提升,钢结构桥梁的建设规模也越来越大。
在钢结构桥梁的使用过程中,由于受到交通重载荷的影响导致疲劳现象的产生,严重影响了钢结构桥梁的使用寿命。
因此,在进行桥梁钢结构的疲劳设计过程中应当严格遵守一些必要的原则,并采取科学的设计策略。
1影响桥梁钢结构疲劳性能的因素分析影响桥梁钢结构疲劳性能的产生因素来自多个方面,具体说来,主要包括以下三个方面:1.1钢构件材料的性能对于桥梁钢结构抗疲劳性的影响,钢构件材料的性能是一个非常重要的因素。
钢构件不论是从材料上还是从大小上都可能影响到桥梁钢结构的疲劳性。
如果钢构件产生了裂纹,哪怕是极其细微的裂纹,都会给桥梁钢结构的疲劳性带来影响,并且这种影响会伴随着裂纹的加深而不断加剧。
因此,钢构件材料的强度并不是越高越好。
除此之外,由于裂纹往往发生于钢构件的表面,因此对钢构件外表面的应力也有较高的要求。
1.2外部影响因素桥梁钢结构所处外部环境的变化也会对桥梁的疲劳性产生一定的影响,比如,高温高寒天气气候的影响、昼夜温差巨大、气候条件发生改变以及外部对桥梁钢结构产生的压力等等,都会对桥梁钢结构的疲劳性产生严重影响。
公路钢结构桥梁的抗疲劳设计研究
公路钢结构桥梁的抗疲劳设计研究抗疲劳设计作为公路钢结构桥梁结构设计关键部分,直接关系到钢结构桥梁的使用寿命,提升其抗疲劳设计水平具有重要现实意义。
文章研究了公路钢结构桥梁抗疲劳的设计方法,为我国公路钢结构桥梁抗疲劳设计提供一些科学的参考,对我国其他交通行业钢结构桥梁抗疲劳设计规范的制订也有着借鉴意义。
标签:公路钢结构桥梁;抗疲劳设计;设计方法Abstract:Anti-fatigue design,as a key part of highway steel structure bridge design,is directly related to the service life of steel structure bridge,so it is of great practical significance to improve the level of anti-fatigue design. In this paper,the design method of fatigue resistance for highway steel structure bridges is studied,which provides some scientific references for the fatigue resistance design of highway steel structure bridges in China. It can also be used for reference in the formulation of anti-fatigue design codes for steel bridges in other transportation industries in our country.Keywords:highway steel structure bridge;anti-fatigue design;design method公路鋼结构桥梁的自重比较轻,跨径比较大,在长期承受车辆自重及荷载的反复作用下容易因应力不均匀分布而使相关结构产生不同疲劳强度,容易会使细微裂纹进一步扩大,容易造成桥梁断裂和坍塌等事故。
浅析铁路桥梁的钢结构抗疲劳设计
浅析铁路桥梁的钢结构抗疲劳设计摘要:钢结构具有轻质、高强,抗拉、抗压性能强等优势,因而在我国桥梁建设中应用十分广泛,桥梁是为满足交通功能的建筑物,现代桥梁钢结构由结构钢加上单元经焊(栓)连接组成为复杂的受力系统,有明确的承载安全和服役耐久性要求。
钢结构桥梁整体性能的好坏,与其整体设计密切相关。
本文从抗疲劳的设计角度,对桥梁钢结构展开设计提出若干抗疲劳设计的建议措施。
关键词:桥梁钢结构完整性设计损伤容限随着我国国民经济的高速发展,钢结构桥梁的建设与应用起着相当重要的作用。
我国铁路运营的桥梁,钢桥已经达到3800座以上,全长300 km以上。
钢结构桥梁的设计中,焊接应用越来越广泛。
钢桥疲劳断裂是结构失效的一种主要形式,由于疲劳失效的钢结构桥梁,越占失效结构的90%。
疲劳一般从应力集中开始,而焊接结构的疲劳又往往是从焊接接头处产生。
因此,焊接接头疲劳的设计是钢结构桥梁设计的关键技术。
本文着重从构造措施上对桥梁钢结构的抗疲劳设计提出建议。
一、钢结构抗疲劳概述钢材在持续反复荷载下,虽然在其名义应力远低于极限强度,甚至还低于屈服点时,也会发生破坏,这种“积劳成疾”的现象称为钢材的疲劳。
在疲劳破坏之前,钢材构件并不出现明显的变形或局部收缩,和脆性断裂一样,是突然破坏的。
所以对承受持续反复荷载的钢结构必须按其受载次数的多少来决定其强度和安全度。
疲劳的机理是钢材内部及其外表总有杂质和损伤(微观的)存在,在反复荷载下,这些薄弱点形成应力集中,开始产生塑性变形,继而应变硬化,于是在该处首先发生微裂(不是肉眼能见的)。
由于反复应力长期地继续下去,遂使这种微裂逐渐扩大,形成裂纹。
随着裂纹的发展,最后导致断裂。
从疲劳试样的断口上,可以发现裂断情况是一部分呈纤维状(曲线部分),一部分呈晶粒状组织。
纤维状部分,往往是由最外表一点起始,遂渐向内扩张,这一点便是疲劳裂纹的核心。
在试样长期运转下,这一裂口(核心)是一张一合的(受拉张开,受压闭合)。