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桥梁建设2025年第02期:钢桥面板嵌补段U肋对接焊缝残余应力与变形研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李枝军;刘千军;谢长进;张菁;徐秀丽;

单位:南京工业大学土木工程学院;苏州市港航事业发展中心;

摘要:为研究钢桥面板嵌补段U肋对接焊缝的残余应力分布和变形规律,以苏州某新建内河航道桥为背景,开展现场原位试验及有限元数值模拟分析。首先利用盲孔法对现场原位焊接试件表面残余应力进行测试,然后基于Goldak双椭球热源模型编写焊接模拟子程序,采用顺序耦合法和热弹塑性法对温度场和力学场进行数值模拟。结果表明:残余应力集中在距离焊缝中心20 mm的热影响区域内;纵向和横向残余应力呈现出由中间往两端递减的分布规律,在焊缝路径中间应力大小分布均匀;纵向残余应力在整个焊缝路径上都为拉应力,在中间部位最大达400 MPa;横向残余应力在焊缝路径中间为拉应力(最大约为160 MPa),而在路径两端则表现为较大的压应力(最大达350 MPa);弧形段的应力分布规律与直线段基本一致。U肋对接焊试件变形呈现向内侧凹陷的面外特征,最大变形出现在焊缝起始位置,达2.06 mm,变形量随着与焊缝距离的增加而减小且在远离焊缝区域呈线性变化,同时试件产生下凹的纵向弯曲变形。

关键词:钢桥面板;;U肋对接焊缝;;残余应力;;变形;;原位试验;;盲孔法;;有限元法

基金资助:江苏省交通厅科技成果转化项目(2021Y17-2);; 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX24_1592)~~