浅析铁路桥梁的钢结构抗疲劳设计
桥梁钢结构中抗疲劳设计特点和分析
桥梁钢结构中抗疲劳设计特点和分析稳定性设计钢结构桥梁相比其他金属结构桥梁结构而言，材料质量更轻，强度更高，有着很好的建筑使用价值，但其抗倾覆稳定性能却有待提升。
在以往桥梁钢结构施工环节中就曾经出现桥体触礁倾覆现象，毛序究其原因则是横向抗倾覆设计的不足，这极大地影响了施工安全，也不符合不是工程建设预期的经济效益与社会效益。
其原因是在小半径多车道的桥梁设计中，桥面宽度超过下钢梁的情形下才，横梁受力不均匀，最终导致桥体倾覆。
从上述分析可知，强化桥梁就的横向抗倾覆稳定性设计钢结构有望成为重要的内容。
对此，设计方在进行桥梁钢结构抗疲劳设计时，应对横梁受力情形进行细致深入的计算，尽可能避免横梁出现受力不均的现象，可以保证受力点均匀地分布横木在横梁上，这样可提升立柱的稳定性。
假说研究建筑风格与建筑实践共同表明，在桥梁钢结构建设中其，对横梁处或进行灌砂，可从整体上提升桥梁的稳定性能。
因此，施工方在钢结构桥梁的实施中会中需要对横梁处灌砂，确保横梁稳定。
完整性设计桥体的稳定性是桥身桥梁钢结构施工中的主要追求，而桥体的完整性是保证桥梁钢结构后期运营成本可控的因素。
举例而言，在桥梁焊接中难免会产生大量的常常接头，接头形式的不同，其受力也有着较大的差异性，而接头会的应力作用又部位直接影响到母材的结构受力性能，在实际施工关键环节中，因接头问题而导致的钢构件质量问题随处可见。
此外，在焊接环节中，应力还会导致剪切应力接头产生形变，变形是削弱接头强度的主要就因素，并不可避免地整体焊接接头难以满足桥梁钢结构的导致需要，甚至会产生裂纹，引发严重质量风险问题。
因此，重视焊接接头的设计就有望成为确保稳定性乃至重要的完整性元素。
建设方在焊接过程中，须采用焊接性检验钢板来确定焊接接头的静力及疲劳等级，选择最为适宜的焊接形式，避免焊接中出现接头变形的中同情形。
此外在焊接人体工学中，还应对关键点细节结构设计进行详细的规划与设计，实现焊接过程中受力均匀的目标，如何有效减少焊接接头的应力，减少因接头故障而导致的桥梁钢结构导至连接部位局部受力不平滑的现象，如此，最终也会减少钢结构局部连通局部部位不稳定的情形。
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)。
桥梁设计抗疲劳性能研究
桥梁设计抗疲劳性能研究桥梁，是连接两地的重要通道，就像我们生活中的纽带一样。
咱们每天来来往往经过的那些大桥，看上去坚固无比，但其实它们也面临着各种各样的挑战，其中一个重要的问题就是抗疲劳性能。
你想想看，一辆辆汽车、一列列火车，日复一日地在桥上跑着，这桥得承受多大的压力呀！就像我之前有一次去参观一座正在建设中的大桥，那场面真是震撼。
巨大的钢梁、粗壮的桥墩，工人们在上面忙碌着，汗水湿透了他们的后背。
我站在旁边，都能感受到那种紧张和专注的气氛。
这座桥的设计团队，那可是绞尽了脑汁，要让这座桥能够长久地承受交通带来的压力。
为啥要这么在意抗疲劳性能呢？咱们来仔细说一说。
首先，桥梁要承受的荷载那可不是一般的多。
除了车辆和行人的重量，还有风的力量、温度变化带来的影响等等。
这就好比一个人，天天背着很重的东西，时间长了，身体能不累垮吗？桥梁也是一样，如果抗疲劳性能不好，时间久了，就会出现裂缝、变形，甚至有可能垮塌，那后果可就不堪设想啦！咱们来看看材料方面。
好的材料就像是给桥梁穿上了坚固的铠甲。
比如说高强度的钢材，它的韧性和强度都很棒，可以让桥梁在长期的使用中更耐用。
但是呢，这材料也不是随便选的，还得考虑成本、施工难度这些实际的问题。
再说说桥梁的结构设计。
这就像是给桥梁搭骨架，骨架搭得好，才能承受得住各种压力。
比如说，有的桥梁采用了拱形结构，能够有效地分散荷载；有的采用了箱梁结构，增加了桥梁的抗弯能力。
就像那次我看到的在建大桥，设计师们在图纸前反复讨论，比划着，为的就是找到最优的结构方案。
还有施工质量也非常关键。
哪怕设计得再好，如果施工的时候马虎了，那也会前功尽弃。
比如说，焊接的地方不牢固，混凝土浇筑不均匀，这些小问题积累起来，就会影响桥梁的抗疲劳性能。
为了研究桥梁的抗疲劳性能，科学家和工程师们可是做了大量的实验和监测。
他们会在实验室里模拟各种荷载情况，看看桥梁的材料和结构能承受多久。
还会在实际的桥梁上安装各种传感器，实时监测桥梁的变形和应力情况。
从抗疲劳角度探讨桥梁钢结构设计
【 摘 要】 桥梁钢结构 的疲劳 ， 在一定程度上影响结构的耐久
性 ，分单轴 疲劳和多轴 疲劳。本文将在对影 响桥梁钢结构
效应 ，而常温状态 下需要考虑焊接缺 陷、应 力幅、 构造细节差 异等 ，另外没有根据 引起应力集 中的不 同程度去统 一划 分不同细节构造 ，不仅无 法形成影 响钢结构疲 劳强度 的指标 ，而且结构 设计 计算结果 也不够准确 。
Ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｌ ｂ ｒ ｉ ｄ ｅ， ｇ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ａ ｎ ｔ ｉ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ， ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ －
ｆ ∑ △ １
【 关键词】桥梁 钢 结构 抗疲劳 设计计 算
二 、 桥梁钢结构抗疲劳设计计算 方法 桥梁钢 结构 抗疲劳设计 ，需要借 助可靠简单 的
计算方法 ，从桥 梁钢结构实用性功 能的视 角 ，以及 结合全 国通 用的桥梁钢结构抗疲 劳设计原则 ，完成 钢结构抗疲劳 的设计计 算工作 。 １ ．钢结构构件连接疲 劳抗力方程式 从可 靠性的角度 ，桥梁钢 结构疲劳抗力方程可 参考 《 铁路桥梁钢 结构 设计规 范》 ，如下所示。
ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｒｏ ｆ ｍ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｎ ｔ ｉ ｆ ａ ｔ ｉ ｕｅ ｇ ， ｐ ｕ —
不 可 实 测 ： 抗 疲 劳 计 算 公 式 为
（ １ ） 母材： ｌ ｇ Ｎ ＋４ ． ０１ １ ｏ ｇ Ａａ ：１ ５ ． ３ ６ ４ —０ ． １ ８ ２ ｔ ； （ ２ ）横 向对 接 熔 透 焊 缝 隙 ：
钢结构桥梁抗疲劳设计的解析
钢结构桥梁抗疲劳设计的解析摘要：随着我国的经济的快速发展，公路桥梁建设项目越来越多。
公路钢结构桥梁具有跨径大、自重轻等特点，由于长期承受自重和车辆荷载循环作用的影响，由于钢结构桥梁应力分布不均，各部分具有不同的疲劳强度，除此以外还有桥梁自身的截面发生突变以及焊接连接的部分和反复应力等等情况造成的裂纹，久而久之会导致桥梁断裂的发生。
由于上述的原因，不同的安全隐患存在于桥梁的服役期间，因此在进设计考虑的时候应当从全局上来进行桥梁结构的设计。
对于疲劳设计而言，在我国现行公路桥梁钢结构设计规范中相对落后，从公路的疲劳问题来看，我们现有的研究认知还不是很全面，因此能够对公路以及桥梁的疲劳进行设计是一项十分必要的工程。
为了降低钢结构桥梁出现疲劳问题的几率，在制订抗疲劳设计方法时，就需要先对影响钢结构桥梁疲劳的因素进行仔细研究。
关键词：钢结构桥梁；抗疲劳设计方法；研究1影响钢结构桥梁疲劳的因素1.1 钢结构材料特性钢结构材料特性的好坏是会直接影响到公路以及桥梁的抗疲劳强度的，其特性所受的影响比较多，除了材料本身的性能之外，钢结构的大小也对其抗疲劳强度造成一定的影响，在起初只有一点点的小裂纹出生，随着时间的推移，之前产生的小裂纹会越来越大，其疲劳的性能也会随之增加，除此以外钢结构的强度增强也会使得其疲劳性能增加，由于这样的原因，还是应当使用强度较为合适的材料。
一般的情况下我们能够总结出，当钢结构表面具有比较高的应力的时候，钢结构的表面在之前一般都会产生裂纹。
1.2钢结构内部和外部因素会对公路结构桥梁疲劳性能而言，钢结构内部因素和外部因素也会对其造成影响，疲劳的性能会因此而发生一定的变化。
公路桥梁的建设结构以及每一个钢构件之间的连接形式都是钢结构构造的一个方面，影响钢结构应力分布的因素包括焊接技术、钢结构制造、焊接处理方法、设计方法等。
钢结构自身缺陷也会影响疲劳性能，除此以外钢结构疲劳的产生还会受到其他外部环境因素的影响，外部影响因素一般包括自然环境发生变化、昼夜温差变化过大、外界施加给桥梁的压力、强冻强高温等。
当代钢桥疲劳理论与设计
当代钢桥疲劳理论与设计当代钢桥是各种桥梁形式中最常见的一种，具有重要的交通功能。
钢桥的设计需要考虑到各种负载条件，其中之一就是疲劳负载。
本文将会介绍当代钢桥疲劳理论与设计，以及欧洲规范中对疲劳设计的要求。
首先，我们来了解一下疲劳。
疲劳是物体在连续受到反复交变荷载作用下发生的破坏现象。
对于钢桥来说，疲劳是由于车流荷载的不断通过而逐渐造成的。
钢桥疲劳实际上是一个复杂的问题，需要综合考虑材料的本身特性、结构的形式和交通负载的影响等众多因素。
目前，工程实践中使用的疲劳计算方法主要有应力幅法和循环应力范围法。
应力幅法是最常用的疲劳计算方法之一，它根据应力历程的变化，以及材料的疲劳性能来评估结构的疲劳寿命。
通过应力幅法，可以得到结构在不同循环数下的疲劳寿命曲线，进而判断结构是否满足设计要求。
循环应力范围法是另一种常用的疲劳计算方法，它通过将应力历程拆分成若干个循环，然后对每一个循环的应力范围进行评估，并根据循环应力范围来计算结构的疲劳寿命。
循环应力范围法相对于应力幅法更加简化，适用范围更广。
在欧洲规范中，对钢桥的疲劳设计有着详细的要求。
根据规范的要求，钢桥的疲劳设计需要考虑桥墩、主梁、横梁和桥面板等结构部件的疲劳寿命。
规范规定了疲劳分级和荷载历程的选择方法，以及疲劳设计的验算方法。
对于疲劳分级，规范根据桥梁的交通量和重要程度将其分为6个疲劳类别。
不同的疲劳类别对应不同的疲劳寿命要求和设计方法。
对于荷载历程的选择，规范提供了一系列的荷载历程，包括不同类型的车流荷载、横风荷载和地震荷载等。
设计时需要根据实际情况选择合适的荷载历程，并进行综合考虑。
在疲劳设计的验算方法方面，规范要求使用极限状态法进行计算。
具体的计算方法包括众多公式和计算规则，需要结合实际情况进行具体设计。
除了上述内容，欧洲规范还对材料的疲劳性能和结构的细节设计等方面有着详细的要求。
在材料方面，规范对钢材的抗拉强度、屈服强度和疲劳极限等性能进行了要求。
道路桥梁抗疲劳设计与评估方法
道路桥梁抗疲劳设计与评估方法道路桥梁作为交通运输的重要基础设施，其安全性和耐久性至关重要。
在长期的使用过程中，道路桥梁结构会承受反复的交通荷载作用，容易产生疲劳损伤，从而影响其正常使用和安全性。
因此，道路桥梁的抗疲劳设计与评估方法成为了工程领域中的重要研究课题。
一、道路桥梁疲劳问题的产生道路桥梁在使用过程中所承受的荷载主要包括车辆荷载、风荷载、温度荷载等。
其中，车辆荷载是导致道路桥梁疲劳损伤的主要因素。
车辆在行驶过程中，车轮对桥梁结构产生的冲击力和振动会使桥梁结构内部产生应力循环，当这种应力循环次数达到一定程度时，就会引起结构的疲劳损伤。
此外，道路桥梁的施工质量、材料性能、结构形式等也会对其疲劳性能产生影响。
例如，施工过程中的焊接缺陷、混凝土的不均匀性、桥梁结构的不合理设计等都可能导致结构在使用过程中更容易出现疲劳问题。
二、道路桥梁抗疲劳设计方法1、合理选择材料选择具有良好疲劳性能的材料是提高道路桥梁抗疲劳能力的基础。
例如，高强度钢材在承受反复荷载时具有较好的疲劳性能，可以用于桥梁的关键部位。
同时，高性能混凝土的应用也能够提高桥梁结构的耐久性和抗疲劳能力。
2、优化结构设计通过优化桥梁结构的形式和尺寸，可以减少应力集中现象，从而降低疲劳损伤的风险。
例如，采用流线型的箱梁结构可以减少风阻和水流对桥梁的冲击，降低结构内部的应力水平。
在桥梁连接处和节点部位，应采用合理的构造措施，避免出现尖锐的转角和突变的截面。
3、控制施工质量施工质量的好坏直接影响道路桥梁的疲劳性能。
在施工过程中，应严格控制焊接质量、混凝土的浇筑和养护等环节，确保结构的整体性和均匀性。
同时，对于施工过程中产生的缺陷和损伤，应及时进行修复和处理。
4、考虑交通荷载特性在抗疲劳设计中，应充分考虑交通荷载的特性，包括车辆类型、轴重、车速等。
通过对交通流量的调查和分析，可以确定桥梁结构所承受的最不利荷载工况，从而有针对性地进行设计。
三、道路桥梁疲劳评估方法1、基于现场检测的评估方法通过对道路桥梁进行现场检测，获取结构的实际状况和损伤信息，如裂缝宽度、锈蚀程度、变形量等。
针对钢结构桥梁抗疲劳设计分析
针对钢结构桥梁抗疲劳设计分析孙冬生（湖北省建筑设计院，湖北武汉430212）摘要：桥梁工程为交通系统的重要组成部分，为满足交通运输行业发展需求，需要总结以往施工经验，对桥梁结构设计与施工技术进行研究，对存在的不足进行完善优化，降低各项因素的影响，在整体上提高工程施工质量，延长其服务年限。
钢结构桥梁现在已经比较广泛，需要重点对其抗疲劳设计进行研究，分析桥梁施工与运营阶段可能会遇到的问题，避免其基础功能的退化。
本文对钢结构桥梁疲劳设计方法进行了简要分析。
关键词：钢结构；桥梁；抗疲劳设计钢结构桥梁工程不断增多，施工技术与工艺也在不断更新，但是就工程施工现状来看，经常会忽视工程施工与运营阶段存在的各类问题对结构功能的影响，而导致工程正式运营后出现抗疲劳性不强以及服务寿命短等问题。
为提高桥梁工程施工质量，需要结合钢结构桥梁特点，重点对其进行抗疲劳设计研究，分析影响因素，并采取措施提高设计效果。
一、影响桥梁结构抗疲劳强度因素1．残余应力钢结构桥梁其抗疲劳强度很大程度上会受到加工材料性能的影响，因为所选结构钢材，在各加工阶段，如冶炼、轧制、焊接等，均存在受热不均匀问题，而导致材料内存在部分残余应力。
对于钢结构桥梁来说，其一般只能承受翼缘内周期性压力应力，在高残余拉应力范围内便会出现开裂问题，而影响桥梁结构抗疲劳性能。
对于结构材料中存在的残余应力，如果未完全掌握其与拉应力的峰值大小，以及拉应力与压应力的分布区域，在存在残余应力很可能会对钢结构稳定性产生影响，尤其是对桥梁结构疲劳强度影响十分明显。
2．低温冷脆循环作用对于部分钢结构桥梁工程，在对其进行施工设计时，对下弦和桥墩支座连接位置的集中应力以及流限状态分析不全面，这样钢结构受低温冷脆作用影响，便会造成钢结构脆断。
其中，钢结构会随着而温度的降低而脆性增大，但是在钢结构材料厚度为B≥2．5（K IC/σys）2时（其中，K IC表示断裂韧性；σys表示有效屈服应力），钢结构平面应力逐渐趋于脆性状态，是钢结构桥梁施工设计的要点［1］。
钢桥的疲劳分析范文
钢桥的疲劳分析范文引言：钢桥是一种重要的交通基础设施，承担着车辆和行人的通行。
长期以来，由于交通流量的增加和重载车辆的增多，钢桥疲劳已成为桥梁设计和维护的重要问题。
本文将对钢桥的疲劳问题进行分析，探讨其原因、影响因素以及相应的解决方案。
一、疲劳问题的原因1.动力因素：钢桥在承受车辆荷载的同时还要面对自身的自重和震动荷载。
长期以来，车辆荷载和震动荷载的频繁作用会导致钢桥的材料疲劳，进而导致桥梁的损坏和断裂。
2.环境因素：钢桥承受了来自自然环境的多种因素的影响，如气候变化、温度差异和湿度等。
这些因素会导致桥梁材料的膨胀和收缩，从而产生内部应变，加速钢桥的疲劳破坏。
3.施工因素：钢桥的施工质量将直接影响其使用寿命和疲劳性能。
如果施工质量不达标，如焊接不牢固、连接部位强度不足等，将使钢桥易受疲劳破坏。
二、疲劳破坏的影响因素1.轴重：车辆荷载是引起桥梁疲劳破坏最主要的因素之一、大型重型车辆以及超限荷载的频繁通行将极大地加速钢桥的疲劳损伤。
2.荷载频率：荷载频率指的是钢桥受到车辆荷载的作用频率。
频繁通行以及车流量大的地区会导致高频率的荷载作用，进而加速疲劳破坏的发生。
3.震动荷载：震动荷载是指由于地震、强风和行人等外来因素引起的钢桥振动荷载。
频繁的震动荷载会对钢桥产生影响，从而影响其疲劳性能。
4.桥梁结构设计：桥梁的结构设计将直接影响其抗疲劳能力。
合理的结构设计可以减少桥梁的应力集中和疲劳问题的发生。
三、疲劳分析和解决方案1.疲劳分析方法：采用有限元方法对钢桥进行疲劳分析，模拟不同荷载条件下的桥梁应力分布。
通过数值计算和模拟试验，对桥梁的疲劳性能进行评估，找出潜在的疲劳破坏部位。
2.组织检测和监测：通过常规的检测方法，如无损检测和应力监测，定期对钢桥进行结构健康检测。
及时发现和修补疲劳破坏的部位，可以提高钢桥的抗疲劳性能。
3.结构优化：通过改进桥梁结构的材料和几何形状，降低桥梁的应力集中和疲劳问题的发生。
采用较短的跨度和更好的材料可以有效地提高桥梁的抗疲劳能力。
关于钢结构桥梁抗疲劳设计分析
关于钢结构桥梁抗疲劳设计分析李善群（中国市政工程西北设计研究院有限公司安徽分公司，安徽合肥230000）摘要：钢结构桥梁为国家重点施工项目,其设计的合理性、科学性是保障工程可投入使用、正常运转的前提,而抗疲劳设计为其中的重点,直接关乎着公共安全、经济效益。
本次研究首先对钢结构成具有的疲劳性能特征展开分析,并总结设计所需遵循的原则,提出设计要点,以指导相关工作的开展,增强整体建设质量。
关键词：钢结构;桥梁;抗疲劳设计钢结构桥梁为一种重要的桥梁结构类型,可依据相关标准及通用要求,在设计、研发生产、施工过程中,起到极具优势且独特的模块化作用,且在重复利用的环保领域,价值也较为突出。
而在钢结构桥梁具体使用过程中,钢结构所呈现出的抗疲劳性能如何,可对使用效果产生直接影响,同时,对桥梁整体质量也具决定作用,若抗疲劳性能未及标准,除寿命会明显缩短外,且还增加了维修几率,引发资源浪费。
故分析钢结构桥梁在对抗疲劳性能进行设计时所遵循的原则及策略,可为相关应用提供参考依据。
1桥梁钢结构所具有的疲劳性能特征就桥梁钢结构而言,其所属钢构件在制作时,以金属为原料,而金属在特征上,具疲劳属性,在使用中,易受自身材料、内、外等多因素影响,渐有累积损伤产生,进而出现裂纹,在车辆载荷的持续作用下,裂纹渐趋扩大,促使裂缝形成,最终影响到交通安全。
1.1钢结构材料方面的因素研究所示,钢构件是主要引发桥梁钢结构出现抗疲劳性的因素,即使钢构件问题极其微小,放在桥梁钢结构中,会表现为被无限放大的情况,故需从材料源头展开关注,以使钢结构抗疲劳性能可从根本上对设计要求满足。
1.2钢结构内部因素能够影响钢结构桥梁抗疲劳性能的还有自身内部因素,如桥梁的构件连接模式和细节、设计形式、制造技术以及焊接技术等,都能影响到钢筋结构应力的分布状况。
1.3钢结构外部因素外部因素以自然环境因素为主,包括昼夜温差因素、高温强寒强冻等。
同时,过往超负荷运载的车辆对桥梁的压力也属外部因素范畴。
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。
公路钢结构桥梁设计规范疲劳解读
Δ
= (1 + Δ)( − )
➢荷载模型II、III
Δ2
= (1 + Δ)( − )
Δ2
= (1 + Δ)( − )
参数说明
➢ 为疲劳荷载分项系数，
取为1.0
➢M 为疲劳抗力分项系数,对
重要构件取1.35，对次要构
第j车道上形成应力幅的内力影响线值
➢对荷载模型III
4 =1.0
的计算
➢计算公式
γ1
γ1
2.7
2.7
跨中
2.5
2.4
2.4
2. 5
2.3
10
l
30
2.2
1.
8
2.2
30
)
2.5
2.3
梁端
2.6
0.
01
8(
l
2.6
2.1
2.1
2.0
2.0
2.0
1.9
1.9
lgN
1.0E+09
剪应力疲劳曲线
lgΔτR（MPa）
1000
疲劳细节类别ΔτC
1
100
m=5
100
80
截止限ΔτL
10
1.0E+04
lgN
1.0E+05
1.0E+06
1.0E+07
1.0E+08
1.0E+09
计算公式
➢正应力
Δ = 2 × 106 Δ
Δ = 5 × 106 Δ
疲劳荷载模型II
➢荷载
荷载布置
40kN
60kN
钢结构桥梁抗疲劳设计特点
钢结构桥梁抗疲劳设计特点钢结构桥梁是现代桥梁工程中常见的一种结构形式，它具有高强度、轻便灵活等特点，广泛应用于公路、铁路等交通领域。
在桥梁设计中，抗疲劳是一个重要的设计考虑因素，因为桥梁承受的交通荷载会引起桥梁材料的疲劳破坏，从而对桥梁的安全性和使用寿命产生影响。
钢结构桥梁在抗疲劳设计方面具有以下几个特点。
首先，钢结构桥梁具有优异的抗疲劳性能。
钢材具有较高的强度和韧性，能够在较大的荷载作用下保持结构的稳定性。
钢材的弹性模量较大，具有较高的刚度，能够有效地吸收荷载产生的挠度和变形，减少疲劳损伤的产生。
此外，钢材具有良好的可塑性，能够在荷载作用下产生较大的变形，从而分散荷载，降低疲劳破坏的风险。
其次，钢结构桥梁采用焊接连接，提高了结构的整体性和连续性。
焊接连接可以消除传统钢结构中的螺栓连接点，减少了连接材料的使用量，提高了结构的刚度和稳定性。
与螺栓连接相比，焊接连接具有更好的疲劳性能，能够有效地防止疲劳裂纹的产生并延缓其扩展。
此外，焊接连接还具有较高的相对刚度，可以减小材料的应力集中，改善了整体结构的受力状态，提高了桥梁的抗疲劳性能。
再次，钢结构桥梁在设计中考虑了预应力和纵向受力分布。
预应力技术能够有效地提高桥梁的承载能力和抗疲劳性能。
通过在桥梁主梁上施加预应力，可以减少荷载引起的变形和应力，延缓疲劳裂纹的产生和扩展。
此外，钢结构桥梁还考虑了纵向受力的分布，通过设置合理的截面形状和梁片尺寸，合理分配桥梁的受力，减少疲劳损伤的发生。
另外，钢结构桥梁在施工过程中采用了先进的工艺和技术措施。
钢结构桥梁的抗疲劳性能与其施工质量密切相关。
在桥梁的焊接、连接和防腐等工艺过程中，采用了先进的设备和工艺技术，确保了结构的质量和可靠性。
同时，钢结构桥梁还采用了全面的质量控制措施，对桥梁的材料和施工过程进行监督，确保了桥梁的抗疲劳性能。
总之，钢结构桥梁在抗疲劳设计中具有高强度、轻便灵活、焊接连接、预应力和纵向受力分布等特点。
桥梁设计抗疲劳性能研究
桥梁设计抗疲劳性能研究在现代交通体系中，桥梁作为重要的基础设施，承担着连接道路、跨越障碍的关键任务。
然而，随着交通流量的不断增大以及车辆荷载的日益复杂，桥梁结构面临着疲劳损伤的严峻挑战。
因此，深入研究桥梁设计中的抗疲劳性能，对于保障桥梁的安全性和耐久性具有极其重要的意义。
桥梁在长期使用过程中，承受着车辆的反复作用、风荷载、温度变化等多种因素的影响。
这些因素会导致桥梁结构内部产生应力循环，当应力循环次数达到一定程度时，就可能引发疲劳裂纹的产生和扩展。
一旦疲劳裂纹发展到一定程度，将会严重影响桥梁的承载能力和使用性能，甚至可能导致桥梁的坍塌，造成巨大的生命财产损失。
为了提高桥梁的抗疲劳性能，首先需要对桥梁所承受的荷载有清晰的认识。
车辆荷载是桥梁疲劳损伤的主要因素之一，包括车辆的重量、行驶速度、车流量等。
不同类型的车辆对桥梁产生的荷载作用也有所不同，例如重型货车产生的荷载通常比小型客车要大得多。
此外，风荷载和温度变化也会对桥梁结构产生一定的疲劳影响，虽然相对车辆荷载来说较小，但在某些特殊情况下也不能忽视。
在桥梁结构设计中，合理的构造细节对于抗疲劳性能至关重要。
例如，焊接节点的设计应尽量减少应力集中，采用平滑的过渡形式。
连接处的几何形状和尺寸也需要经过精心设计，以避免出现尖锐的转角和突变。
同时，在材料选择方面，应优先选用具有良好抗疲劳性能的钢材或混凝土。
施工质量也是影响桥梁抗疲劳性能的一个重要因素。
施工过程中的焊接质量、混凝土浇筑质量等都会直接影响到桥梁结构的整体性和强度。
如果焊接存在缺陷，如气孔、夹渣等，会导致焊接部位的强度降低，容易在反复荷载作用下产生疲劳裂纹。
混凝土浇筑不密实也会降低混凝土的强度和耐久性，从而影响桥梁的抗疲劳性能。
为了准确评估桥梁的抗疲劳性能，需要采用科学的分析方法和试验手段。
有限元分析是目前常用的一种方法，可以模拟桥梁在各种荷载作用下的应力分布和变形情况，从而预测可能出现疲劳损伤的部位。
浅谈钢结构桥梁的疲劳问题
浅谈钢结构桥梁的疲劳问题摘要：随着钢结构桥梁的疲劳问题的日趋突出，其疲劳设计问题也越来越得到重视。
在桥梁设计中，保证桥梁的安全性和耐久性是最根本的要求。
文中对目前应用广泛的钢结构桥梁的疲劳问题进行了探讨。
关键词：桥梁疲劳设计问题对策前言近年来，钢结构桥梁在我国公路桥梁中得到了越来越多的应用。
一方面，钢结构桥梁的疲劳问题日趋突出；另一方面，我国公路钢桥规范与英、美等国钢桥规范相比，在疲劳设计方面规定比较简单。
因此，在以我国桥梁疲劳设计经验为基础的同时，应参考一些国外规范，总结出适合我国交通行业的疲劳设计的有效方法。
一、钢结构桥梁的疲劳30年来，我国的公路桥梁及铁路桥梁建设得到了迅猛发展。
桥梁的结构体系多种多样，目前正在由传统的石拱桥、钢筋混凝土梁板式桥梁向现代的钢结构拱桥、斜拉桥以及悬索桥的趋势发展。
由于车辆载荷的随机性、超载以及运行的频繁性，钢结构桥梁的疲劳问题历年来备受关注。
和承载力和稳定性一样，疲劳是影响钢结构耐久性的主要因素之一。
由于构造细节不合理，在重复重载交通、风或是地震等交变荷载的作用下，钢结构由此产生疲劳裂纹，疲劳裂纹不断开裂，直至影响钢桥的使用，甚至断裂破坏。
为了避免钢结构桥梁发生疲劳破坏，必须在设计阶段就对疲劳问题进行细致的考虑。
二、钢结构桥梁疲劳特征的影响因素影响钢结构桥梁疲劳的因素有很多，归纳起来主要有以下3 种：1、结构的材料特性与疲劳有关的结构的材料特性主要有：钢材的性能、构件尺寸、结构的表面状况。
需要注意的是结构的疲劳性能随钢材强度的提高仅有微弱增加的趋势，所以由疲劳强度所控制的构件，采用强度较高的钢材是不经济的。
一般说来，构件的尺寸增加时疲劳强度降低。
疲劳裂缝源通常萌生于结构的表面，这主要是因为结构外表面的应力水平往往也最高，外表面的缺陷往往也最多和表面层材料的约束小，使得滑移带最易开动。
2、结构构造结构构造主要包括桥梁的结构形式、构件的连接形式和构造细节。
结构的制造和焊接工艺以及焊后处理工艺都对结构的初始应力分布和固有缺陷有较大的影响。
钢结构桥梁的疲劳设计要点分析
钢结构桥梁的疲劳设计要点分析摘要：随着我国发展建设速度的不断加快，桥梁工程项目的数量随之增多，若想确保其质量符合预期要求，就必须要合理应用各类现代化技术手段，并做好各项设计工作，如疲劳设计便是钢结构桥梁的要点内容之一，应对其进行合理的优化，从而避免在后续应用中发生问题。
下面将对钢结构桥梁的疲劳设计进行分析论述，结合各类外在与内在影响，通过调整确保投入使用的安全性和耐久性，减少桥梁工程的质量安全隐患，推动我国实现可持续发展。
关键词：钢结构桥梁；工程建设；疲劳设计前言桥梁工程与我国的发展建设息息相关，在各类现代化手段的带动下，其施工方式也在不断增多，钢结构便是当前的常用方法之一，在实际工作开展中不仅要加强施工管理和质量控制，还需要对疲劳设计加大关注力度，提高其应用的安全性和耐久性，通过进行全面调整避免埋下风险隐患。
同时，在建设中要结合建设情况预先制订疲劳设计的方案，且需要充分了解施工的重点和难点，以此对各个环节操作进行控制，从而确保作业的安全与质量，使工程能够契合当前时代的需求，为我国实现全面发展奠定坚实基础。
1 钢结构桥梁疲劳设计概述1.1钢结构桥梁建设钢结构与传统结构存在一定的差异，其在实际应用中主要通过各构件连接来设定结构，且搭建技术较为简单，通过人工配合吊装的方式即可完成全过程的焊接组装，提高整体承载力。
钢结构需要应用大量钢筋、钢制骨架结构、钢钉和膨胀螺栓等相互配合，按照标准规定预先出具图纸，从后续的实际应用入手对其进行设计构思，并在此基础上进行整体化评估，提高路桥的使用寿命，避免后续运营中发生交通事故问题，从而为后续发展建设提供基础保障[1]。
1.2钢结构疲劳设计在调查分析中发现，多数事故都是由于设计不当而引发的，为此在实际建设中必须重视设计构思这一基础部分，要结合后续交通运输的要求调整疲劳设计的要点，保证安全性性和稳定性性。
钢架桥梁结构自身的承压能力和稳定性能是影响其使用年限的根本性因素，处理不当可能会发生裂缝现象和断裂现象，且随着疲劳裂纹不断加重会导致钢结构桥梁开裂，最终影响钢结构桥梁的正常使用，为此要意识到疲劳设计的重要性，并针对问题不断优化设计方案。
钢桥设计论文——钢桥的疲劳
现代钢桥设计论文——钢桥疲劳分析09级土木（6）班11S050901609 林波一、概论疲劳是导致现代钢桥使用寿命缩短的主要原因之一。
因此，在设计、制造、架设以及后期的维护中需要特别注意钢桥构造细节的疲劳问题。
但是，目前在役铁路钢桥由于设计、施工水平的局限性和环境因素的影响，许多旧桥在通行高速重载列车时的运营能力已明显不足，于是如何对铁路钢桥进行疲劳损伤检测和剩余寿命预测已成为国内外学术界、工程界研究的热点。
在此我从导致钢桥疲劳的原因出发，分析了钢桥疲劳破坏的特点。
同时在此基础上，总结了防止钢桥疲劳破坏的一些方法。
二、我国钢桥发展历史从钢桥200余年的发展史来看，钢桥的发展紧紧追随着钢的材料和制造技术的进步。
我国早在1888年就开始了钢桥的建设，到现在有100多年的历史了，但建国以前所建的钢桥，跨度都很小，建桥的钢材是进口的，结构是铆接的，采用工艺很简陋。
稍大一点的桥梁大都由外国商人承建，本国技术人员自行建造，具有代表性的钢桥是1937年建成的浙赣铁路钱塘江公铁路桥。
建国后，钢桥技术发展很快。
1956年借用原苏联的钢材和技术，建成京广铁路武汉长江公铁路大桥。
1968年用国产16Mnq钢完全依靠自己的力量建成南京长江公铁路大桥。
20世纪60年代中期，为加快铁路建设，在成昆铁路修建中，系统的研究发展了栓焊钢桥新技术，一举建成各种不同结构形式的检焊钢桥44座。
结束了在我国使用了近100年的铆接钢桥的历史，这在钢桥发展史上是一个很大的进步，为我国钢桥技术发展开展了新纪元。
钢桥在改革开放后发展很快，1993年建成杨浦公路斜拉桥，1996年建成长江西陵峡公路大桥及江阴长江公路悬索桥等。
三、钢桥所用的材料钢桥所用的钢有碳素钢，低合金钢。
现代钢桥用材最多的是钢板。
用钢材制造成钢桥，要经过许多机械加工工艺和焊接工艺。
制成后要承受很大的静、动力荷载与冲击荷载。
因此被选作造桥的钢材，既要能适应制造工艺要求，又要满足使用要求。
钢结构框架在高速铁路桥梁上的力学行为
钢结构框架在高速铁路桥梁上的力学行为随着现代交通的发展，高速铁路成为了现代化城市的重要组成部分。
而高速铁路桥梁作为高速铁路的重要组成部分，其结构设计和力学行为显得尤为重要。
本文将探讨钢结构框架在高速铁路桥梁上的力学行为，以及其在桥梁设计中的应用。
钢结构框架是一种常见的桥梁结构形式，其具有重量轻、刚度大、施工方便等优点。
在高速铁路桥梁中，钢结构框架常常被用于跨越河流、山谷等地形复杂的区域。
其力学行为主要包括受力分析、挠度控制和疲劳性能等方面。
首先，钢结构框架在高速铁路桥梁上的受力分析是十分重要的。
桥梁在运行过程中会受到列车的动荷载作用，而钢结构框架需要承受这些荷载并将其传递到桥墩或桥台上。
受力分析的关键是确定各个构件的受力状态，以及桥梁整体的受力平衡。
通过合理的受力分析，可以确保桥梁结构的安全性和稳定性。
其次，挠度控制是钢结构框架在高速铁路桥梁上的另一个重要问题。
由于高速列车的运行速度较快，对桥梁的挠度要求较高。
钢结构框架的挠度主要受到桥梁自重、荷载以及温度变化等因素的影响。
因此，在桥梁设计中需要通过合理的结构布置和刚度控制来控制桥梁的挠度，以确保列车的安全运行。
最后，钢结构框架在高速铁路桥梁上的疲劳性能也是需要考虑的重要问题。
由于高速列车的频繁运行，桥梁结构会受到很大的疲劳荷载作用。
而钢结构框架的疲劳性能主要受到焊接缺陷、应力集中以及材料疲劳性能等因素的影响。
因此，在桥梁设计中需要通过合理的焊接工艺、应力分析以及材料选择来提高钢结构框架的疲劳性能，从而延长桥梁的使用寿命。
综上所述，钢结构框架在高速铁路桥梁上的力学行为是桥梁设计中的重要问题。
受力分析、挠度控制和疲劳性能是钢结构框架在高速铁路桥梁上需要考虑的关键问题。
通过合理的结构设计和力学分析，可以确保高速铁路桥梁的安全运行和长期使用。
随着科学技术的不断进步，钢结构框架在高速铁路桥梁上的应用将会越来越广泛，为现代化城市的发展做出更大的贡献。
桥梁结构的疲劳分析及其加固设计
桥梁结构的疲劳分析及其加固设计桥梁是连接城市和乡村的重要交通工具之一。
然而，由于长期受到车辆、行人和自然环境的影响，桥梁结构很容易出现腐蚀和疲劳等病理现象。
如何进行有效的桥梁疲劳分析和加固设计，是当前重要的研究课题之一。
本文将从以下四个方面进行讨论。
一、桥梁结构的疲劳分析方法桥梁结构的疲劳分析是衡量其安全性和寿命的重要指标。
目前，主要有两种方法用于桥梁结构的疲劳分析：基于经验的方法和基于理论的方法。
基于经验的方法利用已有的历史数据，通过实验和模拟来评估桥梁结构的疲劳强度和寿命。
这种方法的缺点是过于依赖历史数据，因此实际应用效果不尽如人意。
基于理论的方法则是从桥梁结构的力学原理出发，采用数学模型和计算方法来评估桥梁结构的疲劳强度和寿命。
这种方法具有一定的普适性和可重复性，并且可以提供准确的分析结果。
目前，基于理论的方法已经成为了桥梁结构疲劳分析的主流方法之一。
二、桥梁结构的疲劳破坏机理桥梁结构的疲劳破坏主要是由于长期的循环荷载作用引起的。
当桥梁承受不断变化的荷载时，其受力状态也在不断变化。
这就使得桥梁结构内部的应力分布不均匀，从而导致材料疲劳和疲劳裂纹的产生。
而随着疲劳裂纹的扩大，桥梁的承载能力也会不断降低，最终导致桥梁结构的破坏。
三、桥梁结构的加固方法为了提高桥梁结构的稳定性和寿命，需要采取一些科学有效的加固方法。
桥梁结构的加固设计通常包括以下几个步骤：1. 对桥梁结构进行检查和评估，确定存在的疲劳裂纹和局部腐蚀等病害。
2. 根据桥梁结构的材料、力学和环境特点，选择合适的加固措施和材料。
3. 利用数值模拟和实验测试等手段，对加固方案进行验证和优化，并确定最终的加固方案。
4. 实施加固方案，确保对桥梁结构的影响最小化，并保证加固后的桥梁结构能够承受原有设计荷载的要求。
四、桥梁结构疲劳加固案例近年来，国内外研究机构和工程单位对桥梁结构疲劳加固设计进行了大量实践，取得了显著的成果。
以天津海河大桥为例，其在运营期间发现了大量的疲劳病害。
关于钢结构桥梁抗疲劳设计的分析
关于钢结构桥梁抗疲劳设计的分析近年来，我国的桥梁越来越多的应用了钢结构，但是钢结构桥梁出现疲劳问题也随之增多。
因为钢结构桥梁在使用过程中受到疲劳荷载的长期影响，而且在疲劳荷载产生的微裂缝会因时间的变迁而扩大，因此桥梁设计人员应该加深对钢结构承载力的认识，车流量较大，环境侵蚀，车辆超载等因素均会导致桥梁发生坍塌事故，因此有关部门予以高度的重视。
标签：钢结构；桥梁；抗疲劳；设计在钢结构桥梁中出现的疲劳问题，对桥梁结构的耐久性造成一定程度的负面影响，疲劳主要有两种，即多轴疲劳与单轴疲劳等等。
而疲劳是影响桥梁结构耐久性的关键因素，设计不合理等诸多原因容易使钢结构发生疲劳性裂纹，加之行车载荷的作用，裂纹会发展成为裂缝，不利于钢结构桥梁的正常使用。
从实践得知，疲劳设计工作的优劣直接影响到钢结构桥梁的使用年限和安全性能。
1 钢结构桥梁疲劳性能产生影响的因素1.1 钢结构材料的特点钢结构材料本身的特点给钢结构桥梁的疲劳性能造成一定的影响，钢结构桥梁材料性质与桥梁钢构件的大小会对钢结构桥梁的疲劳产生影响。
当钢结构材料的表面出现细微裂纹时，钢结构桥梁自身的疲劳性因裂纹变大不断增加；当钢结构的桥梁强度有所增加时，直接导致钢结构的疲劳性能会有所增加，实际上不是因钢结构强度高就代表材料质量越好。
由于在钢结构桥梁钢材表面上会出现疲劳裂纹，这主要是钢结构表面存在较高的应力。
1.2 钢结构的内部因素钢结构内部的因素可以影响到钢结构桥梁的疲劳设计，可以让钢结构桥梁自身的疲劳形象发生一定的变化，刚结构的影响因素主要包含桥梁的构件连接形式，构造细节等内容。
钢结构桥梁的设计形式、钢结构桥梁的制造技术和焊接技术工作都会影响到钢结构应力的分布状态。
1.3 钢结构桥梁的外部因素钢结构的桥梁产生影响的因素除上述两种因素以外，还有外部影响，这种影响直至钢结构的桥梁产生疲劳，外部影响主要包括昼夜温差，自然环境，强冻强高温天气等，还有外界给钢结构的桥梁施加压力，过往行车在行驶中出现的共振。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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)。
因此该处的变形也是时生时停的。
当裂口发展到某一程度时，该截面上的应力超过其晶粒结合力于是发生脆断。
二、引起桥梁钢结构疲劳强度的主要因素
1、残余应力影响
桥梁钢结构所使用的钢材，在冶炼、轧制、焊接等过程中由于热过程不均匀，会产生残余应力，而桥梁钢结构一般只能承受翼缘内周期性压应力，高残余拉应力范围内就会开裂。
残余应力具有利弊双重影响，如果没有掌握残余压应力和拉应力的峰值大小，以及拉应力和压应力的分布区域，那么残余应力很有可能影响钢结构的稳定性，尤其是对焊的桥梁，对构件疲劳强度的影响最为明显。
2、低温冷脆循环作用。
我国哈尔滨的滨洲线松花江大钢桥，77m跨的有八孔，33. 5m跨的有十一孔，是铆接结构，1901年由俄国建造，1914年发现裂纹。
在1927年由苏联人民交通科技委员会试验室做了试验鉴定(同时中长铁路工厂试验段也做了试验)。
现把有关部分摘抄如下: “该桥钢材化学成份为碳0. 04-0. 139%,锰0.14-0.80%，磷0.04-0.14%，硫0.01---0.07，硅痕迹。
板材厚为10-14mm, os=294N / mm2,ob=392. 4N / mmz, δ =21。
这批钢材是由俄国从比利时买进的，是马丁炉钢，脱氧不够。
由于FeO及S增加脆性，特别是金相颗粒不均匀，所以不适于低温加工，其冷脆临界温度为OC，母材冷弯试验在90℃时己开裂，到180℃时也有断的，且钢材边缘发现夹层。
裂纹大部分在钢板边缘或铆钉孔周围成辐射形。
因为这批钢材的冷脆临界温度为00C，而使用时最冷气温为－40 0C，这是造成裂纹的主要原因。
结论:①该桥实际负荷不大;②大部分裂纹都不在受力处;③钢材金相分析后材质不均匀;④各部份构件受力情况较好，所以可以继续使用。
”
3、其他影响
钢材的焊接缺陷、应力幅度、细节构造等在不同程度上也会影响钢结构的抗疲劳强度，譬如在焊接钢材的时候产生气孔和夹渣，会导致应力集中，影响构件的疲劳强度；再如细节构造，不同温度影响桥梁钢结构疲劳强度的因素不一样，低温状态下主要考虑低温冷脆循环作用和疲劳效应，而常温状态下需要考虑焊接缺陷、应力幅、构造细节差异等，另外没有根据引起应力集中的不同程度去统一划分不同细节构造，不仅无法形成影响钢结构疲劳强度的指标，而且结构设计计算结果也不够准确。
二、桥梁钢结构整体抗疲劳设计策略
1、横向抗倾覆稳定设计
钢结构的桥梁普遍比较轻而且强度非常高，然而，在小半径以及多车道设计时，其横向抗倾覆是当前研究的热点内容。
早前的桥梁施工中，由于设计原因，导致在施工过程中或者桥梁使用过程中发生桥体倾覆。
因为连续钢梁的半径比较小，所以相对而言，其跨度显得较大，如果再加上桥面宽于钢梁，这一必定显得活载不是最优，弄不好横梁外侧支座受力增大，而内侧支座出现不受力，这样横梁受力极其不均匀，发生梁体的倾覆。
在设计过程中，通过合理的计算，来设计横梁的偏心受力情况，这样即可满足桥梁的荷载要求，也能似的桥体均匀受力。
在横梁处采取灌砂措施，并在满足规范的条件下，增加多车道时的桥梁整体稳定度。
2、钢结构构件连接疲劳抗力方程式
从可靠性的角度，桥梁钢结构疲劳抗力方程可参考《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005），如下所示。
（1）母材：
（2）横向对接熔透焊缝隙：
（3）高强度螺栓：
（4）留有孔洞的杆件：
（5）横向角度焊缝和板梁竖向加劲肋与腹板连接焊缝端部：
（6）铆接构件：
（7）板梁盖板端焊缝和整体节点：
（8）栓钉：
（9）单面坡口传力焊缝：
3、材料—工艺—细节—损伤的控制方式
(1)控制材料及焊接接头的韧性和强度的合理配合。
减少设计和工艺对结构的硬伤，注重焊接接头焊后处理工艺(焊后修磨及锤击工艺)。
(2)焊接接头区的微观组织、力学性能会发生改变，焊接缺陷导致损伤，不能仅依靠提高母材的质量等级来解决断裂问题。
(3)减小焊缝数量和焊缝尺寸，选择合理的焊接材料与母材组配方式(低组配的使用)。
(4)强化细节决定成败的观点，重视不良焊接细节对桥梁结构安全和耐久性所带来的影响。
(5)由于腐蚀可引发应力腐蚀，因而防腐蚀不再是装饰，而是保证结构安全的需要。
在量化腐蚀程度与承载力和失效寿命的基础上，桥梁钢结构防腐蚀设计应有明确的使用和维修周期。
同时注意结构细节对腐蚀和防腐工艺的影响。
4、设计构造细节的优化
第一，焊接盖板优化，优化设计的方法是打磨匀顺过渡的焊缝，并控制打磨坡度，同时以连续焊缝的方式，减少焊头和锤击长度。
第二，竖向加劲肋优化，具体方法是焊接竖向加劲肋和主梁翼缘，以及控制竖肋和腹板焊缝、竖肋和翼缘焊缝等与翼缘和腹板焊缝的距离，大约为腹板厚度的4～6 倍左右。
第三，平纵联节点优化，一方面是平联节点板与主梁翼缘搭接焊构造优化，将连接板移到腹板受压区域范围等应力比较低的位置，以栓接的方式，连接受拉翼缘，但要根据不同的栓接方式计算翼缘应力，另一方面是减少面外应力作用，根据节点板与主梁腹板是否有竖向加劲肋的情况改善疲劳问题。
结语：
铁路钢桥建设技术已进人了成熟时期,随着中国国民经济的发展,桥梁建设投资的多样性,新型的适应于高速重载铁路的组合结构以及大跨度(300～500m)悬索桥和斜拉桥将得到发展,从而进人国际技术经济合作时期。
参考文献：
[1]史梁. 试析桥梁钢结构整体设计优化策略[J]. 中国新技术新产品,2011,19:138.
[2]刘帮俊. 桥梁钢结构疲劳全寿命设计研究[D].长安大学,2006.
[3]杨建东. 中国铁路桥梁钢结构设计及市场机遇[J]. 钢结构,1998,03:8-10.
[4]熊力. 从抗疲劳角度探讨桥梁钢结构设计[J]. 城市建筑,2013,20:20+23.
[5]范文理. 现代桥梁钢结构的完整性设计[J]. 电焊机,2009,10:11-12+44.。