所属栏目：新闻中心发布时间：2026-02-03浏览量:707
重庆大学土木工程学院龚清玉团队在《河北工业大学学报》发表论文《特大跨桥梁正交异性钢桥面板疲劳性能研究》。该研究以润扬大桥为原型，聚焦在役特大跨桥梁正交异性钢桥面板的疲劳破坏机理与性能演化，通过建立多尺度模型和开展原尺寸疲劳振动试验，揭示了不同轮载工况下疲劳破坏均发生于U肋外侧焊脚部位，明确U肋焊缝上方为最不利工况，对疲劳寿命影响超30%，为相关结构的疲劳设计、评估及数字孪生模型与疲劳数据库建设提供了科学支撑。
随着我国交通基础设施快速发展，特大跨桥梁作为关键枢纽，其全寿命周期服役安全至关重要。正交异性钢桥面板因高承载力、施工便捷等优势，广泛应用于大跨度悬索桥和斜拉桥，但在车辆循环荷载作用下，疲劳振动导致的局部损伤问题日益突出。据统计，全球约40%的该类桥面板在服役15-20年后会出现疲劳裂纹，严重威胁桥梁安全与耐久性。
为破解这一难题，研究团队以润扬大桥北汊桥为原型，构建了宏观、介观、细观多尺度有限元模型，涵盖整桥、主梁节段及桥面板局部关键部位，系统分析了不同轮载作用位置对疲劳性能的影响。随后开展原尺寸高周疲劳试验，采用10t MTS液压伺服疲劳试验机，设置U肋正上方、U肋与顶板焊缝上方、两个U肋之间三种典型工况，通过位移控制加载，记录荷载、应力及裂纹扩展数据。
试验结果显示，三种工况下应力上限差异明显，U肋焊缝上方工况(U-2)应力最大、疲劳寿命最短，仅20.2万次，较U肋正上方工况(U-1)的27.1万次下降26.8%;U肋之间工况(U-3)疲劳寿命为17.3万次，下降幅度达36.4%。裂纹扩展分析表明，U肋正上方加载时裂纹对称扩展，延性特征明显;而焊缝上方和U肋之间加载时，裂纹扩展速率更快，最终均以U肋焊缝断裂为破坏模式。
该研究明确了特大跨桥梁正交异性钢桥面板的最不利受力工况及破坏机理，建立的高周疲劳S-N曲线为结构疲劳寿命评估提供了关键依据。未来团队将进一步分析横隔板的影响，完善疲劳寿命计算公式，助力正交异性钢桥面板安全性能提升与长效服役。