[01316070]波形钢腹板组合梁结构抗疲劳关键技术及应用

本项目研究从波形钢腹板组合梁的相关部分“材料-细节-构件-结构整体”出发,以其疲劳损伤和寿命特性为研究主线,系统性研究了波形钢腹板组合梁结构的疲劳性能。明确了波形钢腹板组合梁相关材料、结构件和连接的细观疲劳损伤力学特性、裂纹的形成发展过程和损伤演变规律与失效机理;建立波形钢腹板组合梁疲劳失效模式、安全评估等评价理论与方法;探索了改善疲劳薄弱部位应力状态的有效措施。提供具有一套疲劳评估方法适用于此类结构的疲劳设计及延长结构疲劳寿命,以更好满足此类结构的疲劳设计科学化以及寿命周期内的安全性和耐久性。 主要研究内容如下： 1)相关桥梁用结构钢及接头疲劳性能的超声加速检测技术方法 ① 率先基于超声疲劳原理,提出相关桥梁用结构钢及接头的疲劳寿命测试技术方法; ② 建立考虑频率、环境效应等因素的超声振动超长寿命疲劳实验装置; ③ 研究了弹性模量、几何尺寸偏差等对相关试件的超声振动特性影响。 2)评价波形钢板连接细节的疲劳实验装置与方法 ① 首次提出基于连接细节的波形钢板梁疲劳强度疲劳测试方法; ② 明确了波形钢腹板梁疲劳性能的机理和参数效应,获得循环应力特性和寿命之间的内在关系,完善了波形钢腹板梁结构基础理论; ③ 率先建立了考虑波形钢板连接细节参数的疲劳寿命预测方法。 3)开孔钢板剪力连接件的高周疲劳损伤性能评价 ① 率先开展了疲劳荷载下开孔钢板剪力连接件与混凝土粘接滑移力学特征的研究; ② 完善了分析影响开孔钢板剪力连接件高周疲劳损伤的相关影响参数; ③ 建立了开孔钢板剪力连接件的疲劳寿命特征及承载力评价方法。 4)提高波形钢腹板组合梁疲劳寿命的构造与方法 ① 基于波形钢腹板组合梁的疲劳试验研究结果,完善了波形钢腹板组合梁疲劳寿命的计算理论; ② 率先提出了波形钢腹板组合梁细节和组合连接件的疲劳强度改善方法; ③ 创新提出了实现波形钢腹板组合梁疲劳延寿的构造工艺措施。