天兴州桥正交异性板焊接部位疲劳性能研究

武汉天兴洲桥是特大型公铁两用斜拉桥,其公路桥面采用了正交异性板的构造形成。运用有限元分析软件ANSYS和焊接疲劳试验方法,对正交异性板关键焊接部位(槽型闭口肋嵌补段对接处及闭口肋与横梁焊接处)的疲劳性能进行研究。采用ANSYS建立模型,用公路荷载标准进行桥面板应力分析,确定最不利荷载位置,进而计算得到正交异性板槽型闭口肋嵌补段对接处及闭口肋与横梁焊接处的最大应力幅分别为28.6和39.66 MPa。疲劳试验结果表明,焊缝的焊趾是薄弱环节。由疲劳试验得出的槽型闭口肋嵌补段对接焊缝及闭口肋与横梁或横隔板连接焊缝的疲劳容许应力幅分别为89.31和49.14 MPa,大于有限元计算得到的最大应力幅,说明正交异性板关键部位的疲劳性能符合要求。