对象选取与荷载施加
计算选用有限元软件 ABAQUS6.14进行。鉴于引发疲劳的正交异性桥面板轮载应力大、影响范围小,可选取2组吊索(2组斜拉索)之间长度12m的钢箱梁段作为对象。边界条件为约束钢箱梁两端,一端约束节点3个方向平动自由度,另一端仅约束节点竖向位移。产生疲劳裂纹的主要原因为应力幅,其计算荷载采用《公路钢桥规》中的疲劳车辆荷载模型 。考虑桥面铺装的扩散效应,取轮载作用尺寸为0.3m×0.7m单元划分
背景工程1的单元划分
其钢箱梁节段除关注部位外均采用板壳单元,关注部位(包括2道横隔板,2个 U肋区间)采用实体有限元子模型。板壳单元区域网格尺寸为0.425m;实体单元区域平行板面网格尺寸为0.05m,重点关注部位平行板面网格细化到0.001m,横隔板沿板厚度方向划为4层。这种网格划分,有限元结果已收敛。
背景工程2的单元划分
其钢箱梁节段除关注部位外均采用板壳单元。鉴于16~19U肋与横隔板交叉连接部位出现疲劳裂纹较多(U肋编号见图3,由超车道向慢车道依次编号),且疲劳裂纹多出现在10mm厚的非吊索处横隔板上,16~19U肋与两相邻横隔板交叉连接所包含部位(包括2道10mm横隔板,4个 U肋区间)确定为关注部位,采用实体单元,其范围长5m,宽2.4m。板壳单元区域网格尺寸为0.3m。