中国公路学报

作者：王春生, 吴庆霖, 张润泽

单位：长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52178105, 52578161); Fundamental Research Funds for the Central Universities, CHD (300102214904)

关键词：桥梁工程,钢板梁桥,数字疲劳试验,畸变疲劳,UHPFRC加固,循环内聚力模型

基金：国家自然科学基金项目(52178105，52578161)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102214904)*

针对钢板梁桥水平节点板腹板间隙畸变疲劳开裂细节加固问题，提出在细节开裂区域浇筑超高性能纤维增强水泥基复合材料(Ultra-High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite Material, UHPFRC)的加固新方法。考虑疲劳应力、焊接残余应力、结构重力等多场耦合作用，建立了直、斜、弯和斜弯4种钢板梁桥的全桥数字疲劳试验模型，实现了钢板梁桥水平节点板腹板间隙细节的畸变疲劳裂纹模拟与分析；采用UHPFRC加固畸变疲劳细节的参数分析与有效性评价，明确了UHPFRC加固尺寸参数对加固效果的影响规律；构建了考虑加固界面刚度退化累积损伤过程的循环内聚力分析模型，探讨了循环荷载作用下畸变疲劳细节UHPFRC组合加固界面的损伤演化行为。研究结果表明：钢板梁桥水平节点板腹板间隙畸变疲劳与结构几何构型密切相关，直桥、斜桥、弯桥、斜弯桥的间隙畸变疲劳损伤依次增大；多场耦合作用下，间隙细节的畸变疲劳裂纹是Ⅰ型裂纹主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹，而且Ⅱ、Ⅲ型裂纹累积应变能释放率所占Ⅰ型裂纹的比例随荷载循环次数的增加逐渐增大；UHPFRC厚度对加固效果的影响显著，当其厚度从50 mm增加至70 mm时，裂纹尖端等效应力强度因子幅降低了13%；建立的循环内聚力模型能有效模拟疲劳荷载作用下UHPFRC组合加固界面的损伤演化行为，界面损伤始于组合界面边缘，并随循环加载次数的增加逐渐向加固界面中央区域扩展，细节已有裂纹会增大其所在部位的组合加固界面损伤速率。研究成果可为钢板梁桥腹板间隙畸变疲劳细节的UHPFRC组合加固设计与评估提供技术参考。

来源：2025年第11期

《中国公路学报》期刊编辑部

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