我国钢桥面板疲劳裂纹的思考.ppt
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1、前言前言我国钢桥面板应用历程我国钢桥面板应用历程我国钢桥面板疲劳裂纹举例我国钢桥面板疲劳裂纹举例钢桥面板设计,制造,安装和维修管理中钢桥面板设计,制造,安装和维修管理中应反思的问题应反思的问题目录 前前 言言从从上上世世纪纪90年年代代末末至至今今,我我国国在在不不到到20年年的的时时期期内内建建成成了了上上百百座座钢钢桥桥面面板板大大跨跨度度钢钢桥桥,应应用用于于悬悬索索桥桥、斜斜拉拉桥桥的的扁扁平平钢钢箱箱梁梁和和钢钢桁桁梁梁,以以及及钢钢拱拱桥桥,连连续续钢钢箱箱梁梁桥桥等等,涉涉及及公公路路桥桥、铁铁路路桥桥、公公铁铁两两用用桥桥。这这一一建建设设速速度度、数数量量、规规模模是是世世界
2、界上上任任何何国国家家、任任何何地地区区在在如如此此短短的的时时期期内内都都是是无无法法相相比比的的。然然而而,我我国国钢钢桥桥面面板板疲疲劳劳裂裂纹纹也也是是非非常常严严重重的的,呈呈现现普普遍遍性性、早早发发性性、多多发发性性、再再现现性性等等特特点点。国国外外早早期期(上上世世纪纪50年年代代70年年代代)建建设设桥桥梁梁中中出出现现了了裂裂纹纹类类型型,我我国国出出现现了了,国外没有的裂纹类型,我国也出现了。国外没有的裂纹类型,我国也出现了。1.前言另另外外,国国外外钢钢桥桥面面板板应应用用初初期期,曾曾产产生生了了大大量量的的裂裂纹纹,后后经经持持续续不不断断的的研研究究改改进进实实
3、桥桥检检验验,至至上上世世纪纪80年年末末,已已基基本本上上走走出出了了疲疲劳劳裂裂纹纹的的阴阴影影。我我国国钢钢桥桥面面板板的的应应用用约约滞滞后后国国外外3040年年,理理应应吸吸取取国国外外的的教教训训和和研研究究成成果果,走走一一条条更更便便捷捷的的路路,然然而而,我我国国建建设设的的许许多多大大型型桥桥梁梁,虽虽然然也也投投入入专专项项资资金金进进行行了了研研究究和和结结构构设设计计的的改改变变,却却都都重重现现了了国国外早期桥梁的状态,甚至更严重。外早期桥梁的状态,甚至更严重。1.前言透透过过上上述述现现象象(或或许许我我看看得得过过于于严严重重些些),值值得得我我们们认认真思考以
4、下问题:真思考以下问题:(1)如如何何站站在在世世界界巨巨人人肩肩上上,踏踏下下心心来来认认真真研研究究先先进进国国家家走走过过的的历历程程,避避开开别别人人走走过过的的弯弯路路和和失失败败的的教教训训,虚虚心心吸吸取成功的经验,走一条自己的健康发展之路。取成功的经验,走一条自己的健康发展之路。(2)认认清清钢钢桥桥面面板板(正正交交异异性性板板)的的结结构构特特征征、受受力力行行为为(变变形形、应应变变)、疲疲劳劳特特点点(多多数数为为面面外外变变形形引引发发的的疲疲劳劳裂裂纹纹)等等方方面面与与钢钢主主梁梁/主主桁桁的的区区别别,以以及及目目前前我我们们在在钢钢桥桥面面板的设计、制造、架设
5、、维修管理方面陷入的误区。板的设计、制造、架设、维修管理方面陷入的误区。1.前言2.钢桥面板应用历程2.1 前期应用前期应用(1960年年1980年代)年代)(1 1)19601960年年代代建建成成的的成成都都昆昆明明铁铁路路(单单线线),位位于于山山区区,因因工工期期紧紧迫迫,全全线线开开工工,部部分分小小跨跨度度桥桥梁梁要要求求预预架架,又又受受当当时时运运输输条条件件制制约约(现现开开公公路路、汽汽车车载载重重量量5t5t、8t8t),为为此此,建建设设了了若若干干孔孔32m32m的的栓栓焊焊桁桁梁,钢桥面板兼做道砟槽板。梁,钢桥面板兼做道砟槽板。这这是是我我国国首首次次应应用用钢钢正
6、正交交异异性性板板作作为为铁铁路路桥桥面面板板,纵纵肋肋为为板板式式肋肋,进进行行了了正正交交异异性性板板计计算算理理论论、全全桥桥静静力力试试验验、防防腐腐蚀蚀方方案案等等方方面面的的研研究究,至今仍在使用,但钢桥面板腐蚀较严重。至今仍在使用,但钢桥面板腐蚀较严重。(2 2)19701970年年代代,先先后后建建成成了了32m32m铁铁路路钢钢箱箱梁梁,3 364m64m连连续续钢钢箱箱梁梁研研究究。19761976年年建建成成了了3 364m64m斜斜腿腿刚刚构构单单线线铁铁路路桥桥,钢钢桥桥面面板板箱箱梁梁,板板式式肋肋,道道砟砟桥桥面面,至至今今仍仍在在使使用用。19801980年年代
7、代初初,完完成成了了跨跨度度144m144m钢钢桁桁梁梁正正交交异异性桥面板双线铁路桥的研究和设计,因故未建。性桥面板双线铁路桥的研究和设计,因故未建。(3 3)19801980年年代代建建成成马马房房北北江江公公路路桥桥,跨跨长长64m64m的的钢钢箱箱梁梁,钢钢桥桥面面板板纵纵肋肋为为L L型型,现现仍仍在在运运营营,但但裂裂纹纹较较严严重重。19871987年年建建成成了了东东营营黄黄河河公公路路桥,钢箱梁斜拉桥,纵向桥,钢箱梁斜拉桥,纵向U U肋,裂纹较严重。肋,裂纹较严重。2.钢桥面板应用历程2.2 近期应用近期应用(1990年以后)年以后)1996年年至至今今建建成成了了许许多多大
8、大跨跨度度悬悬索索桥桥和和斜斜拉拉桥桥,加加劲劲梁梁大大部部分分为为扁扁平平钢钢箱箱梁梁,少少部部分分为为钢钢桁桁梁梁。随随后后钢钢桥桥面面板板陆陆续续用用于于大大跨跨度度钢钢拱拱桥桥、连连续续钢钢箱箱梁梁桥桥、钢钢桁桁梁梁桥桥。涉涉及及公公路路桥桥、公公铁铁两两用用桥桥、铁铁路路桥桥。纵纵向向肋肋皆皆为为U型型肋肋,这这些些新新建建桥桥普普遍遍产产生生了了较较严严重重的的疲疲劳劳裂裂纹纹和和桥桥面面铺铺装装层层的的病病害害。后后建建桥桥梁梁虽虽有有不不同同的的努努力力和和改改变变,但但疲疲劳劳裂裂纹纹并并没没有有收收敛敛的的趋趋势势。对对于于已已产产生生裂裂纹纹的的桥桥梁梁,也也进进行行了了
9、加加固固,由由于于加加固固设设计计和和施施工工不不当,又产生了新的裂纹。当,又产生了新的裂纹。3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.1 3.1 某悬索桥某悬索桥照片照片1 1 裂纹裂透面板裂纹裂透面板3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.1 3.1 某悬索桥某悬索桥照片照片2 U2 U肋与面板角焊缝(现场仰焊)裂纹肋与面板角焊缝(现场仰焊)裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.1 3.1 某悬索桥某悬索桥照片照片3 U3 U肋与面板角焊缝裂纹(裂透面板,漏水)肋与面板角焊缝裂纹(裂透面板,漏水)3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.1 3.1 某悬索桥某悬索桥照片照片4 U4 U肋与面板嵌补段肋与面板嵌补段对接对
10、接焊缝裂纹(挖补后产生新裂纹)焊缝裂纹(挖补后产生新裂纹)3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.1 3.1 某悬索桥某悬索桥照片照片5 5 横肋弧形切口处源于焊趾处裂纹横肋弧形切口处源于焊趾处裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.1 3.1 某悬索桥某悬索桥照片照片6 6 横肋弧形切口处源于横肋弧形切口处源于母材母材焰切缺欠处裂纹焰切缺欠处裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.1 3.1 某悬索桥某悬索桥照片照片7.1 7.1 横肋与面板角焊缝(仰焊)裂纹横肋与面板角焊缝(仰焊)裂纹照片照片7.2 7.2 横肋与横肋与纵向纵向U U肋肋角焊缝(角焊缝(立立焊)裂纹焊)裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.
11、2 3.2 某悬索桥某悬索桥照片照片8 8 裂纹裂透面板裂纹裂透面板3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.23.2 某悬索桥某悬索桥照片照片10 U10 U肋现场接头源于钢衬垫板肋现场接头源于钢衬垫板 对接焊处裂纹对接焊处裂纹照片照片9 U9 U肋现场接头源于肋现场接头源于U U肋与面板肋与面板 角焊缝(仰焊)处裂纹角焊缝(仰焊)处裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.2 XX3.2 XX桥(悬索桥,桥(悬索桥,19991999年通车)年通车)照片照片11 U11 U肋嵌补段钢衬垫板对肋嵌补段钢衬垫板对接焊裂纹及与面板角焊缝裂纹接焊裂纹及与面板角焊缝裂纹照片照片12 U12 U肋嵌补段钢衬垫板对肋嵌补
12、段钢衬垫板对接焊裂纹接焊裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.23.2 某悬索桥某悬索桥照片照片13 U13 U肋嵌补段外观及钢衬垫板对接焊裂纹肋嵌补段外观及钢衬垫板对接焊裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.33.3 某悬索桥某悬索桥照片照片14 U14 U肋嵌补段钢衬垫板对接焊裂纹肋嵌补段钢衬垫板对接焊裂纹照片照片15 U15 U肋与面板角焊缝源于焊跟裂纹,已肋与面板角焊缝源于焊跟裂纹,已裂至焊缝表面裂至焊缝表面3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.33.3 某悬索桥某悬索桥照片照片16 U16 U肋与面板角焊缝源于焊跟裂纹肋与面板角焊缝源于焊跟裂纹照片照片17 17 横肋与面板角焊缝(仰焊)处裂纹
13、横肋与面板角焊缝(仰焊)处裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.33.3 某悬索桥某悬索桥照片照片1818 纵隔板中断处沿焊缝端部处裂纹纵隔板中断处沿焊缝端部处裂纹(裂纹裂透上翼缘板厚,漏水)(裂纹裂透上翼缘板厚,漏水)照片照片1919 纵隔板中断处沿焊缝端部处裂纹纵隔板中断处沿焊缝端部处裂纹(裂纹向下翼缘板厚方向扩展)(裂纹向下翼缘板厚方向扩展)3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.43.4 某斜拉桥某斜拉桥照片照片20 20 桁式纵隔板外貌桁式纵隔板外貌照片照片21 21 桁式纵隔板钢管与插入式节点板桁式纵隔板钢管与插入式节点板焊接处裂纹焊接处裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.43.4 某斜拉桥
14、某斜拉桥照片照片22 22 桁式纵隔板与实腹式纵隔板连接处,实腹纵隔板桁式纵隔板与实腹式纵隔板连接处,实腹纵隔板与横隔板连接一侧,焊缝处裂纹与横隔板连接一侧,焊缝处裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.43.4 某斜拉桥某斜拉桥照片照片23 23 裂纹同照片裂纹同照片22223.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.43.4 某斜拉桥某斜拉桥照片照片24 24 裂纹同图裂纹同图2121(另一桥梁)(另一桥梁)3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.53.5 某斜拉桥某斜拉桥照片照片25 25 面板纵向对接焊缝过焊孔处,源于横面板纵向对接焊缝过焊孔处,源于横肋与面板角焊缝端部焊趾处裂纹肋与面板角焊缝端部焊趾处裂纹照
15、片照片26 26 桥面吊机与面板连接处栓孔漏水桥面吊机与面板连接处栓孔漏水3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.53.5 某斜拉桥某斜拉桥照片照片27 27 横肋与纵肋交叉部位横肋与纵肋交叉部位源于弧形切口处裂纹源于弧形切口处裂纹照片照片28 28 横肋与纵肋交叉部位横肋与纵肋交叉部位源于弧形切口处裂纹源于弧形切口处裂纹3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.63.6 某悬索桥某悬索桥照片照片29 29 横肋与纵肋交叉部位源于弧形切口处裂纹(弧形切口形状和尺寸设置不当)横肋与纵肋交叉部位源于弧形切口处裂纹(弧形切口形状和尺寸设置不当)3.我国钢桥面板疲劳裂纹举例3.73.7 某悬索桥某悬索桥照片照片30 3
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