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正交异性钢桥面板结构体系由具有多个疲劳失效模式的构造细节组成,受焊接接头几何构型、初始制造缺陷和外部车轮荷载等多重因素耦合影响,构造细节疲劳抗力不足导致钢桥在运营期内出现一系列疲劳开裂现象,对桥梁行车安全构成威胁并引发多种次生危害,近年来已成为钢桥面板结构设计中的痼疾。其中纵肋与顶板焊接细节尤为重要,该细节疲劳劣化过程直接对面板受力产生不利影响一直作为钢桥面板重要构造细节对其疲劳失效机理和裂纹扩展特性展开深入研究,但目前国内外研究文献主要针对横隔板节间内的纵肋与顶板焊接细节(即RD细节),对横隔板处纵肋与顶板焊接细节(RDF细节)缺少深入与系统研究。本文结合钢桥面板单面焊和双面焊RDF细节两类常见形式,针对该细节疲劳性能进行了较为深入的研究,相关结果和结论如下:(1)通过对正交异性钢桥面板2跨5纵肋疲劳节段有限元模型影响面加载,分别得到了单面焊和双面焊RDF细节主导疲劳失效模式及其应力幅,考虑自重应力后表明两类细节裂纹萌生点位置应力特征均为压-压应力循环,该处发生疲劳开裂的必要条件为其位置存在焊接残余拉应力;(2)基于Fortran语言编写了任意路径多道焊ABAQUS-DFLUX热源子程序,采用热-力顺序耦合方法对单面焊和双面焊RDF细节焊接温度场和应力场进行了分析。经过反复调试双椭球热源参数得到了焊接熔池较为准确的焊接温度场分布,并在此基础上完成了焊接应力场求解,主要分析了MISES应力和横向残余应力的变化规律;(3)建立了基于ABAQUS软件的疲劳裂纹扩展数值模拟方法,并以处于复合型开裂模式受力状态的四点弯曲中心裂纹梁为算例,通过数值模拟路径和试验结果进行对比,验证了所建立的疲劳裂纹扩展数值模拟方法的可行性,为后续基于断裂力学理论的单面焊和双面焊RDF细节疲劳性能研究提供了方法支撑;(4)引入焊接残余应力后,RDF细节疲劳开裂位置没有明显的应力重分布现象,可以忽略焊接残余应力的耗散作用,其位置应力特征始终处于拉-拉应力循环状态,在此基础上,采用所建立的疲劳裂纹扩展模拟方法分别对单面焊和双面焊RDF细节主导疲劳失效模式疲劳裂纹扩展进行了数值模拟,通过提取关注路径上裂纹前缘应力强度因子幅值,确定了两类细节疲劳开裂模式及其疲劳寿命,其中两类细节疲劳开裂模式均为以Ⅰ-Ⅱ型为主的复合开裂模式,两种疲劳断裂判据条件下,双面焊RDF细节疲劳寿命分别为单面焊的1.7倍和1.6倍,双面焊RDF细节疲劳性能具有突出优势。