铁路钢桥节点复合裂纹扩展剩余寿命的研究

对铁路钢桥节点复合裂纹的扩展路径和剩余寿命进行了研究,提出了复合裂纹扩展路径模拟和剩余寿命评估的计算方法。以一座既有铁路钢桁架桥为研究背景,基于子模型法,建立全桥壳体模型和含初始裂纹的钢桥节点实体模型,获取列车荷载作用下钢桥关键节点的精确动应力响应时程,采用相互作用积分法和Forman公式分析出裂纹扩展路径和评估其剩余寿命。结果表明,对于钢桥关键节点位置处,裂纹沿斜下方扩展,不断靠近纵向箱梁;钢桥寿命在裂纹扩展前期占有较大比重,当裂纹扩展到总裂纹长度的25%时,寿命百分比可达45.3%,而在裂纹扩展后期的扩展速率有明显增加;结合列车实际过桥频率,计算得铁路钢桥寿命为14.02年。