Experimentelle Untersuchung der Ermüdungsleistung von Stahlfachwerk-Stegabdeckungsknoten aus Beton

TAN Yingliang ,  

ZHU Bing ,  

CUI Shengai ,  

BI Xinyu ,  

ZHANG Zhen ,  

LU Baojie ,  

摘要

Zur Untersuchung der Ermüdungsleistung von Stahlfachwerk-Stegabdeckungsverbindungsstellen aus Beton und zur Überprüfung der Zuverlässigkeit dieser Struktur für Hochgeschwindigkeitsbahnbrücken wurden zwei Knotenmodelle im Maßstab 1∶3 entworfen und hergestellt und Ermüdungsversuche durchgeführt. Es wurden das Ermüdungsversagensmuster der zusammengesetzten Außenknoten, die Last-Verschiebungs-Beziehung und die Last-Dehnungs-Kurve untersucht sowie die Ermüdungsbeanspruchungsmerkmale bei unterschiedlichen Spannungsamplituden beobachtet. Die Ergebnisse zeigen: Bei der Auslegungs-Spannungsamplitude überschreitet die Ermüdungslebensdauer des zusammengesetzten Außenknotens 2,51 Millionen Lastzyklen, der Knoten wurde nicht beschädigt und die Steifigkeit nahm nicht ab, die Ermüdungsleistung erfüllt die Anforderungen; bei 1,4-facher Auslegungs-Spannungsamplitude betrug die gemessene Ermüdungslebensdauer 1,4 Millionen Zyklen; das Ermüdungsversagensmuster des Außenknotens ist das Rissbilden der freiliegenden Knotenplatte auf der Zugseite, das kontrollierende konstruktive Detail für die Ermüdungsleistung des zusammengesetzten Außenknotens ist die Schweißverbindung zwischen der freiliegenden Knotenplatte und der Steifigkeitsplatte; Ermüdungsrisse verursachen eine Spannungsumlagerung in der Knotenplatte, die maximale Abnahme der Dehnungen in der oberen und unteren Knotenplatte betrug 81 %, die maximale Zunahme der Dehnung in der Knotenplatte nahe dem Riss betrug 33 %; gemäß der mit der Ein-Punkt-Methode erhaltenen S-N-Kurve beträgt die Ermüdungslebensdauer des zusammengesetzten Außenknotens unter der Auslegungs-Spannungsamplitude von 53,2 MPa 4,36 Millionen Zyklen, was 2,18-fach der Bemessungslebensdauer entspricht.

关键词

Stahlfachwerk-Beton-Verbundbrücke; zusammengesetzter Außenknoten; Modellversuch; Ermüdungsleistung; Ermüdungsschaden

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