鐵路橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計與試驗研究

1、中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司2013 年 12 月鐵路橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鐵路橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計與試驗研究疲勞設(shè)計與試驗研究前前 言言 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國鐵路橋梁建設(shè)中得到大量的應(yīng)用，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國鐵路橋梁建設(shè)中得到大量的應(yīng)用，與建筑結(jié)構(gòu)相比，鐵路橋梁結(jié)構(gòu)具有跨度大、承受列車活載的與建筑結(jié)構(gòu)相比，鐵路橋梁結(jié)構(gòu)具有跨度大、承受列車活載的特點(diǎn)，且鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造幾何形態(tài)復(fù)雜，不同的焊特點(diǎn)，且鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造幾何形態(tài)復(fù)雜，不同的焊接部位應(yīng)力分布差異顯著，導(dǎo)致其疲勞承載能力比普通鋼結(jié)構(gòu)接部位應(yīng)力分布差異顯著，導(dǎo)致其疲勞承載能力比普通鋼結(jié)構(gòu)的疲勞連接細(xì)節(jié)要低，甚至低很多，疲

2、勞問題突出，但目前國的疲勞連接細(xì)節(jié)要低，甚至低很多，疲勞問題突出，但目前國內(nèi)外有關(guān)鐵路橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計方面的研究文獻(xiàn)較內(nèi)外有關(guān)鐵路橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計方面的研究文獻(xiàn)較少，中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司和中國鐵道科學(xué)研究聯(lián)合少，中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司和中國鐵道科學(xué)研究聯(lián)合進(jìn)行了典型焊接節(jié)點(diǎn)的疲勞試驗研究，這些研究為系統(tǒng)解決鋼進(jìn)行了典型焊接節(jié)點(diǎn)的疲勞試驗研究，這些研究為系統(tǒng)解決鋼管混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計打下了工程技術(shù)基礎(chǔ)。管混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計打下了工程技術(shù)基礎(chǔ)。1 1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類 在鐵路橋梁鋼管混凝土

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要使用由支桿直接在鐵路橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要使用由支桿直接焊在弦桿上而形成焊在弦桿上而形成T T形、形、Y Y形、形、K K形等簡單管節(jié)點(diǎn)。形等簡單管節(jié)點(diǎn)。1.11.1簡單管節(jié)點(diǎn)的幾何描述簡單管節(jié)點(diǎn)的幾何描述描述管節(jié)點(diǎn)的幾何特征參數(shù)如右描述管節(jié)點(diǎn)的幾何特征參數(shù)如右圖所示，包括：圖所示，包括：D D、TT弦桿外直徑與管壁厚；弦桿外直徑與管壁厚；d d、tt支桿外直徑與管壁厚；支桿外直徑與管壁厚；支桿與弦桿間的夾角；支桿與弦桿間的夾角；gg支桿間的間隙；支桿間的間隙；ee支桿與弦桿軸線交匯偏心距；支桿與弦桿軸線交匯偏心距；LL弦桿長度。弦桿長度。1 1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接

4、的典型疲勞細(xì)節(jié)分類鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類 在管節(jié)點(diǎn)疲勞研究中，主要通過在管節(jié)點(diǎn)疲勞研究中，主要通過、指標(biāo)分析指標(biāo)分析其疲勞性能：其疲勞性能： 指標(biāo)指標(biāo) = L/D= L/D，反映弦桿的柔度，為弦桿長度參數(shù)。，反映弦桿的柔度，為弦桿長度參數(shù)。 指標(biāo)指標(biāo) = d/D= d/D，反映載荷傳遞和應(yīng)力分布，為管徑比。，反映載荷傳遞和應(yīng)力分布，為管徑比。 指標(biāo)指標(biāo) = D/2T= D/2T，反映主管徑向剛度，為弦桿徑厚比。，反映主管徑向剛度，為弦桿徑厚比。 指標(biāo)指標(biāo) = t/T= t/T，反映支管與主管相對彎曲剛度，為壁厚比。，反映支管與主管相對彎曲剛度，為壁厚比。1 1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

5、焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類1.21.2簡單焊接管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力描述簡單焊接管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力描述復(fù)合應(yīng)力法復(fù)合應(yīng)力法 鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)相貫線處主要承受正應(yīng)力和剪切應(yīng)力的鋼管混凝土管節(jié)點(diǎn)相貫線處主要承受正應(yīng)力和剪切應(yīng)力的作用，可采用主應(yīng)力或折算應(yīng)力表述管節(jié)點(diǎn)的名義應(yīng)力作用，可采用主應(yīng)力或折算應(yīng)力表述管節(jié)點(diǎn)的名義應(yīng)力m m，折，折算應(yīng)力計算公式為：算應(yīng)力計算公式為： 簡化應(yīng)力法簡化應(yīng)力法 上述復(fù)合應(yīng)力法雖然能夠反映連接焊縫的受力特征，但它上述復(fù)合應(yīng)力法雖然能夠反映連接焊縫的受力特征，但它的計算相對復(fù)雜的計算相對復(fù)雜, ,因此可提出簡化軸應(yīng)力法進(jìn)行名義應(yīng)力計算，因此可提

6、出簡化軸應(yīng)力法進(jìn)行名義應(yīng)力計算，即直接以節(jié)點(diǎn)連接部位支管（桿）的正應(yīng)力作為名義應(yīng)力即直接以節(jié)點(diǎn)連接部位支管（桿）的正應(yīng)力作為名義應(yīng)力 m m。管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)scsc223nmmsc1 1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類 1.31.3典型管節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的應(yīng)力集中系數(shù)典型管節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的應(yīng)力集中系數(shù)77及細(xì)節(jié)分類及細(xì)節(jié)分類T/YT/Y型管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)型管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)scsc弦桿鞍點(diǎn)：弦桿鞍點(diǎn)：弦桿冠點(diǎn)：弦桿冠點(diǎn)： 腹桿鞍點(diǎn)：腹桿鞍點(diǎn)： 腹桿冠點(diǎn)：腹桿冠點(diǎn)： 25 . 02216 . 121 . 1)2(sin)1 ()

7、68 . 0()(sin)52. 0( 311. 1CSCsin)3()65.0(565.2222 .0CSC)01. 07 . 2(21 . 11 . 052. 0)(sin)96. 0(25. 1187. 03 . 1SC)2 . 1(045. 0011. 012. 0332)4(2 . 1CeSC 其中：其中：L L為鋼管節(jié)段長度，可取左右節(jié)間長度之和的一半；為鋼管節(jié)段長度，可取左右節(jié)間長度之和的一半；C C為桿端約束參數(shù)，一般取為桿端約束參數(shù)，一般取0.70.7。5/32/2)5 . 0(21t22dCCCCCCTTDDLD1 1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

8、焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類 其中：其中：DTDTTDDBBABBAg2ttddAA)8arctan(29. 064. 1 )()sinsin(sin)16. 167. 0(38. 030. 0minmax30. 0minmax25 . 09 . 0SCX K K型管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)型管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)scsc弦桿：弦桿：腹桿：腹桿： SCXSC7 . 014. 025. 0)(sin)57. 197. 1 (1 KT KT型管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)型管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)scsc弦桿、腹桿的應(yīng)力集中系數(shù)分別按以上兩公式計算。弦桿、腹桿的應(yīng)力集中系數(shù)分別按以上兩公式計算。斜腹桿斜腹桿A A和和C

9、C使用使用中間直腹桿中間直腹桿B B使用使用BBCAB),max(BCAB),max(BCAB1 1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管管節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)節(jié)橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管管節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)節(jié)類別構(gòu)件或連接形式簡圖加工質(zhì)量及其它要求疲勞容許應(yīng)力幅0及板厚修正系數(shù)t1采用相貫線切割機(jī)開制相貫線坡口，全熔透焊縫連接，焊趾處需焊后修磨，超聲波探傷等級B級，質(zhì)量等級為級。0=90.02采用相貫線切割機(jī)開制相貫線坡口，全熔透焊縫連接，焊趾處需焊后修磨，超聲波探傷等級B級，質(zhì)量等級為級。0=90.03采用相貫線切割機(jī)開制相貫線坡口，全熔透焊縫連接，

10、焊趾處需焊后修磨，超聲波探傷等級B級，質(zhì)量等級為級。0=90.0tt1mm32t32tt25. 0t，）（1mm32t32tt25. 0t，）（1mm32t32tt25. 0t，）（1 1 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類鋼管混凝土結(jié)構(gòu)焊接連接的典型疲勞細(xì)節(jié)分類橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)板管節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)節(jié)橋梁鋼管混凝土結(jié)構(gòu)板管節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)節(jié)tt類別構(gòu)件或連接形式簡圖加工質(zhì)量及其它要求疲勞容許應(yīng)力幅0及板厚修正系數(shù)t1腹桿與弦管正交板管T/Y型接頭采用坡口全熔透焊縫，節(jié)點(diǎn)板放大系數(shù)不小于1.7，兩端按TB10002.2要求打磨勻順。0=102.02腹桿與弦管斜交，30o1mm25t25tt25. 0

11、t，）（2 2 管管節(jié)點(diǎn)疲勞管管節(jié)點(diǎn)疲勞 歐美國家對管節(jié)點(diǎn)及其連接開展了大量的試驗研究工作，歐美國家對管節(jié)點(diǎn)及其連接開展了大量的試驗研究工作，最有價值的是歐洲國家在上世紀(jì)最有價值的是歐洲國家在上世紀(jì)70807080年代耗資二千多萬美元對年代耗資二千多萬美元對300300只各種型式的管節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行的試驗研究工作，挪威船級社只各種型式的管節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行的試驗研究工作，挪威船級社DNVDNV、英國勞氏船級社、英國勞氏船級社LRLR等通過系列試驗給出了管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集等通過系列試驗給出了管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)計算公式，挪威船級社中系數(shù)計算公式，挪威船級社DNVDNV、美國國家標(biāo)準(zhǔn)、美國國家標(biāo)準(zhǔn)AWSAWS等

12、還給出等還給出管節(jié)點(diǎn)的疲勞管節(jié)點(diǎn)的疲勞S-NS-N曲線。曲線。2 2 管管節(jié)點(diǎn)疲勞管管節(jié)點(diǎn)疲勞 2.1 2.1 疲勞抗力方程疲勞抗力方程 根據(jù)疲勞根據(jù)疲勞S-NS-N曲線，曲線，T/YT/Y型、型、K K型、型、KTKT型管管節(jié)點(diǎn)以及橫向?qū)有凸芄芄?jié)點(diǎn)以及橫向?qū)雍缚p、熔透焊縫的加勁肋焊接等構(gòu)造細(xì)節(jié)疲勞抗力方程式為：焊縫、熔透焊縫的加勁肋焊接等構(gòu)造細(xì)節(jié)疲勞抗力方程式為： 將式中將式中N=2N=210106 6代入，即可求得代入，即可求得0 0=90.02Mpa=90.02Mpa，引入上節(jié)公，引入上節(jié)公式的應(yīng)力集中系數(shù)式的應(yīng)力集中系數(shù)scsc，可得出，可得出T/YT/Y型、型、K K型、型、KT

13、KT型管管節(jié)點(diǎn)的疲型管管節(jié)點(diǎn)的疲勞設(shè)計強(qiáng)度勞設(shè)計強(qiáng)度0 0/scsc。164.12lg3lgN2 2 管管節(jié)點(diǎn)疲勞管管節(jié)點(diǎn)疲勞 2.2 2.2 試驗驗證與分析試驗驗證與分析 西南交通大學(xué)在西南交通大學(xué)在鋼管混凝土橋西部課題疲勞試驗鋼管混凝土橋西部課題疲勞試驗課題課題進(jìn)行了進(jìn)行了3 3個鋼管混凝土結(jié)構(gòu)試件的疲勞試驗，其中個鋼管混凝土結(jié)構(gòu)試件的疲勞試驗，其中Y Y形節(jié)點(diǎn)形節(jié)點(diǎn)1 1個、個、K K形節(jié)點(diǎn)形節(jié)點(diǎn)2 2個；重慶交通大學(xué)在個；重慶交通大學(xué)在自應(yīng)力鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞試自應(yīng)力鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞試驗研究驗研究課題進(jìn)行了課題進(jìn)行了1 1個個K K形節(jié)點(diǎn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)試件的疲勞試形節(jié)點(diǎn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

14、試件的疲勞試驗。驗。 為了驗證公式所示疲勞抗力方程式的合理性，將上述為了驗證公式所示疲勞抗力方程式的合理性，將上述4 4個鋼個鋼管混凝土結(jié)構(gòu)疲勞試件的試驗結(jié)果進(jìn)行整理分析，根據(jù)試件的管混凝土結(jié)構(gòu)疲勞試件的試驗結(jié)果進(jìn)行整理分析，根據(jù)試件的疲勞壽命，按照上述公式計算出該試件的計算疲勞強(qiáng)度，同時疲勞壽命，按照上述公式計算出該試件的計算疲勞強(qiáng)度，同時按公式計算其應(yīng)力集中系數(shù)按公式計算其應(yīng)力集中系數(shù)scsc，最后得出試件的設(shè)計疲勞強(qiáng)度，最后得出試件的設(shè)計疲勞強(qiáng)度0 0/scsc，從而得出下表所示的分析結(jié)果，從表中可以看出，從而得出下表所示的分析結(jié)果，從表中可以看出，設(shè)計疲勞強(qiáng)度均小于試驗疲勞強(qiáng)度，比值在

15、設(shè)計疲勞強(qiáng)度均小于試驗疲勞強(qiáng)度，比值在0.7-0.90.7-0.9之間，說明之間，說明上述疲勞抗力方程式是安全、合理的。上述疲勞抗力方程式是安全、合理的。鋼管混凝土橋西部課題疲勞試驗?zāi)Ｐ停ㄎ髂辖煌ù髮W(xué)）鋼管混凝土橋西部課題疲勞試驗?zāi)Ｐ停ㄎ髂辖煌ù髮W(xué)）2 2 管管節(jié)點(diǎn)疲勞管管節(jié)點(diǎn)疲勞自預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞試驗?zāi)Ｐ停ㄖ貞c交通大學(xué)）自預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞試驗?zāi)Ｐ停ㄖ貞c交通大學(xué)）2 2 管管節(jié)點(diǎn)疲勞管管節(jié)點(diǎn)疲勞2 2 管管節(jié)點(diǎn)疲勞管管節(jié)點(diǎn)疲勞疲勞試件的計算與實測疲勞強(qiáng)度疲勞試件的計算與實測疲勞強(qiáng)度課 題節(jié)點(diǎn)類型 試驗疲勞壽命N（104）試驗疲勞強(qiáng)度（MPa） 計算疲勞強(qiáng)度0（MPa）腹桿冠點(diǎn)應(yīng)

16、力集中系數(shù)sc設(shè)計疲勞強(qiáng)度0/sc（MPa）設(shè)計疲勞強(qiáng)度/試驗疲勞強(qiáng)度西南交通大學(xué)K26354.4482.161.92842.60.78Y10660.01111.232.6641.80.70K29354.4479.261.92841.10.75重慶交通大學(xué)K41647.270.521.68241.90.89 從上表所示的分析結(jié)果，均小于試驗疲勞強(qiáng)度，比值在從上表所示的分析結(jié)果，均小于試驗疲勞強(qiáng)度，比值在0.7-0.90.7-0.9之間，說明上述疲勞抗力方程式是安全、合理的。之間，說明上述疲勞抗力方程式是安全、合理的。3 3 板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗 試驗試驗試件主管采用試件主管采用80

17、08002020，管內(nèi)填充，管內(nèi)填充C55C55混凝土；支混凝土；支桿采用桿采用310310300H300H型鋼，翼緣板厚型鋼，翼緣板厚24mm24mm，腹板厚，腹板厚12mm12mm；主管與；主管與支桿交角支桿交角4545，節(jié)點(diǎn)板厚，節(jié)點(diǎn)板厚10mm10mm，節(jié)點(diǎn)板一側(cè)與模擬支桿的工，節(jié)點(diǎn)板一側(cè)與模擬支桿的工形桿件翼板用高強(qiáng)度螺栓連接，另一側(cè)與主管焊接，節(jié)點(diǎn)板形桿件翼板用高強(qiáng)度螺栓連接，另一側(cè)與主管焊接，節(jié)點(diǎn)板在端部采用在端部采用1.661.66倍的寬度放大系數(shù)。倍的寬度放大系數(shù)。3.1 3.1 靜載試驗靜載試驗為了解試件受力時的應(yīng)力分布狀態(tài)，首先進(jìn)行靜載試驗，為了解試件受力時的應(yīng)力分布狀態(tài)

18、，首先進(jìn)行靜載試驗，采用采用2000KN2000KN液壓伺服疲勞試驗機(jī)加載。加載時首先預(yù)拉到液壓伺服疲勞試驗機(jī)加載。加載時首先預(yù)拉到1000kN1000kN，再回零，重復(fù)三次，以消除試驗工裝安裝精度的影，再回零，重復(fù)三次，以消除試驗工裝安裝精度的影響。然后每級荷載加載響。然后每級荷載加載200kN200kN，逐級加載至，逐級加載至1000kN1000kN，最后每級，最后每級荷載卸載荷載卸載200kN200kN，逐級卸載至，逐級卸載至0 0。如此重復(fù)。如此重復(fù)3 3次，試驗結(jié)果取三次，試驗結(jié)果取三次測試數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。次測試數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。3 3 板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗209.22

19、26.7190.147.691.961.7138.15.7北端頭南端頭試件照片試件照片垂直于連接焊縫的應(yīng)力分量垂直于連接焊縫的應(yīng)力分量分布情況分布情況( (MPaMPa) )3 3 板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗3.2 3.2 有限元分析有限元分析為進(jìn)一步掌握試件的受力特征，根據(jù)試件幾何尺寸建立有限元模為進(jìn)一步掌握試件的受力特征，根據(jù)試件幾何尺寸建立有限元模型試件的應(yīng)力分布情況如下圖所示。型試件的應(yīng)力分布情況如下圖所示。節(jié)點(diǎn)板側(cè)垂直于連接節(jié)點(diǎn)板側(cè)垂直于連接焊縫的應(yīng)力分量焊縫的應(yīng)力分量拱肋壁側(cè)垂直于連接焊縫拱肋壁側(cè)垂直于連接焊縫的應(yīng)力分量的應(yīng)力分量3 3 板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗 分別

20、取靜載試驗測點(diǎn)的豎向應(yīng)力分量和垂直于連接焊縫分別取靜載試驗測點(diǎn)的豎向應(yīng)力分量和垂直于連接焊縫的應(yīng)力分量與圖中測點(diǎn)計算值進(jìn)行對比，可知節(jié)點(diǎn)板側(cè)的計的應(yīng)力分量與圖中測點(diǎn)計算值進(jìn)行對比，可知節(jié)點(diǎn)板側(cè)的計算值與實測值具有較好一致性，拱肋壁側(cè)的測點(diǎn)應(yīng)力值與計算值與實測值具有較好一致性，拱肋壁側(cè)的測點(diǎn)應(yīng)力值與計算略有差異，但分布規(guī)律基本一致。最大應(yīng)力出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)板算略有差異，但分布規(guī)律基本一致。最大應(yīng)力出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)板與拱壁連接焊縫端頭（大交角處）以及連接焊縫的拱肋壁側(cè)與拱壁連接焊縫端頭（大交角處）以及連接焊縫的拱肋壁側(cè)，這兩處為疲勞試驗的可能破壞位置。，這兩處為疲勞試驗的可能破壞位置。3 3 板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗

21、板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗3.3 3.3 疲勞試驗疲勞試驗 本次共進(jìn)行了本次共進(jìn)行了4 4個模型試件的疲勞試驗，分別按復(fù)合應(yīng)個模型試件的疲勞試驗，分別按復(fù)合應(yīng)力法和簡單應(yīng)立法進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的處理分析。前力法和簡單應(yīng)立法進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的處理分析。前3 3個模型試個模型試件的試驗結(jié)果見下表，件的試驗結(jié)果見下表，G-4G-4試件在試件在10-550kN10-550kN荷載下疲勞循環(huán)荷載下疲勞循環(huán)至至37376813737681次時僅發(fā)生微小裂紋，提高荷載至次時僅發(fā)生微小裂紋，提高荷載至10-830kN10-830kN繼續(xù)繼續(xù)試驗，又循環(huán)試驗，又循環(huán)360596360596（等效（等效10-550kN10-550k

22、N荷載為荷載為52644795264479）次裂）次裂紋擴(kuò)展到與其它試件大致相同的長度。紋擴(kuò)展到與其它試件大致相同的長度。 各試件疲勞試驗均在連接焊縫和節(jié)點(diǎn)板下側(cè)端頭發(fā)生破各試件疲勞試驗均在連接焊縫和節(jié)點(diǎn)板下側(cè)端頭發(fā)生破壞，破壞方式與有限元計算的結(jié)果是一致的。壞，破壞方式與有限元計算的結(jié)果是一致的。4 4根試件中有根試件中有2 2根是從中部弦管側(cè)焊趾首先起裂，根是從中部弦管側(cè)焊趾首先起裂，2 2根從焊縫下端頭起裂，根從焊縫下端頭起裂，表明兩部位率先起裂的概率大體相同。表明兩部位率先起裂的概率大體相同。3 3 板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗疲勞試驗結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計疲勞試驗結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計試件編號加載噸

23、位（kN）頻率（Hz）應(yīng)力幅（MPa）循環(huán)次數(shù)疲勞破壞描述正-剪復(fù)合應(yīng)力法簡化軸應(yīng)力法G-110-9303.0162.6209.1279820西側(cè)外連接焊縫下焊趾處裂紋長約；西側(cè)節(jié)點(diǎn)板母材起弧處穿透板厚裂紋。G-210-6703.0116.7150.0825486東側(cè)外連接焊縫下焊趾處裂紋長約；東側(cè)節(jié)點(diǎn)板母材起弧處穿透板厚裂紋。G-310-5803.5100.8129.51490551東側(cè)外連接焊縫下焊趾處裂紋長約；東側(cè)節(jié)點(diǎn)板母材起弧處穿透板厚裂紋。3 3 板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗板管節(jié)點(diǎn)疲勞試驗復(fù)合應(yīng)力法復(fù)合應(yīng)力法 lgN=13.086-3.451lg lgN=13.086-3.451lg，0 (2

24、0 (2 10106 6 )=91.6(MPa) )=91.6(MPa) 相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)=-0.999=-0.999，均方差，均方差S=0.027S=0.027，取，取97.7%97.7%保證率，即減保證率，即減去兩個標(biāo)準(zhǔn)差，得回歸曲線下限為：去兩個標(biāo)準(zhǔn)差，得回歸曲線下限為： lgN=13.032-3.451lg lgN=13.032-3.451lg，0 (20 (2 10106 6 )=88.4(MPa) )=88.4(MPa) （1)1)簡化應(yīng)力法簡化應(yīng)力法 lgN=13.449-3.451lg lgN=13.449-3.451lg，0 (20 (2 10 )=117.8(MPa) 10 )=117.8(MPa) 相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)=-0.999=-0.999，均方差，均方差S=0.027S=0.027，取，取9