CN103952984A - 一种钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，在钢桥疲劳裂纹产生前，采用施加锤击荷载的方式加以预防；在钢桥疲劳裂纹产生后，采用施加锤击荷载的方式加以修复；锤击荷载通过安装在气动锤的动力输出端的撞针锤击而施加；锤击修复钢桥疲劳裂纹时，锤击处理的长度超过疲劳裂纹的边缘T厘米，T为疲劳裂纹产生处，钢桥上钢板的厚度。由此可知，本发明针对实际钢桥疲劳裂纹给出了相应的疲劳裂纹修复和预防的步骤及方法。开裂前进行锤击处理能够提高处理部位的疲劳强度。开裂后，通过多次锤击处理，使疲劳裂纹开口闭合，改变了裂纹尖端的应力强度因子，提高了疲劳裂纹的剩余寿命，达到修复效果。

Description

一种钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法
技术领域
本发明属于桥梁维护领域，具体涉及钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法。 
背景技术
随着经济的快速发展，为了适应交通快速增长的需求，我国修建了一批大跨径的桥梁。大跨度桥梁要求更小的结构自重和更高的结构强度，而钢桥具有自重轻、强度高、制作施工便捷等优点，在桥梁建设中得到了广泛地应用。 
我国的钢桥总体服役年限不长，但部分桥梁服役也超过十年。由于桥梁设计理论不完善及构造措施的不足，再加上逐年增长的交通，桥梁在车辆荷载反复作用下，在构造、受力复杂部位钢材容易产生疲劳裂纹。一旦产生，对结构的受力有很大的影响，直接威胁结构的安全，严重时可能会导致桥梁倒塌事故。 
由于钢桥构造及受力复杂，疲劳裂纹产生的部位及形式也多种多样，针对钢桥疲劳裂纹修复的方法比较局限。常用的方法有止裂孔法、裂纹焊合法、钢板补强法等，但这些方法有其自身特点及可操作性的局限，并且只能够延缓开裂，不能提高疲劳强度。 
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种钢桥实际疲劳裂纹的锤击闭合技术应用方法。其开裂前进行锤击处理能够提高处理部位的疲劳强度。开裂后，通过多次锤击处理，使疲劳裂纹开口闭合，改变了裂纹尖端的应力强度因子，提高了疲劳裂纹的剩余寿命，达到修复效果 
为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：
一种钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，在钢桥疲劳裂纹产生前，采用施加锤击荷载的方式加以预防；在钢桥疲劳裂纹产生后，采用施加锤击荷载的方式加以修复；锤击荷载通过安装在气动锤的动力输出端的撞针锤击而施加；锤击修复钢桥疲劳裂纹时，锤击处理的长度超过疲劳裂纹的边缘T厘米，T为疲劳裂纹产生处，钢桥上钢板的厚度。
所述气动锤通过空气导管与空气压缩机连接，而撞针的撞针头则呈倒梯形设置。 
所述的钢桥疲劳裂纹，包括钢板加劲肋角焊缝处的疲劳裂纹、U肋与钢桥面板角焊缝处的疲劳裂纹、U肋对接焊缝处的疲劳裂纹。 
所述钢板加劲肋角焊缝处疲劳裂纹的修复，首先在该疲劳裂纹左侧施加第一道锤击处理，接着在该疲劳裂纹右侧施加第二道锤击处理，然后在疲劳裂纹开口处施加第三道锤击处理，最后沿着端部角焊缝方向，在焊趾处进行第四道锤击处理。 
第四道锤击处理所产生的锤痕呈U型。 
所述加劲肋角焊缝处疲劳裂纹的预防，只需在焊趾处进行U型的一道锤击处理即可。 
所述U肋与钢桥面板角焊缝处疲劳裂纹的修复，首先沿该疲劳裂纹的开裂方向的焊趾处进行第一道锤击处理，然后在第一道锤击处理部位的旁边进行第二道锤击处理即可。 
所述U肋与钢桥面板角焊缝处疲劳裂纹的预防，通过在容易出现疲劳裂纹焊缝处，沿角焊缝的方向进行第一道锤击处理即可。 
所述U肋对接焊缝处疲劳裂纹的修复，在疲劳裂纹两边分别进行第一道锤击处理、第二道锤击处理，然后再施加第三道锤击处理即可。 
根据以上的技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下的优点： 
本发明在钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术的基础上针对实际钢桥疲劳裂纹给出了相应的疲劳裂纹修复和预防的步骤及方法。开裂前进行锤击处理能够提高处理部位的疲劳强度。开裂后，通过多次锤击处理，使疲劳裂纹开口闭合，改变了裂纹尖端的应力强度因子，提高了疲劳裂纹的剩余寿命，达到修复效果。
附图说明
图1是本发明的钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法的设备； 
图2是本发明的钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法的操作过程；
图3是本发明的钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法的加劲肋角焊缝处疲劳裂纹修复方法；
图4是本发明的钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法的加劲肋角焊缝处疲劳裂纹预防方法；
图5是本发明的钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法的U肋与钢桥面板角焊缝处疲劳裂纹修复方法；
图6是本发明的钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法的U肋与钢桥面板角焊缝处疲劳裂纹预防方法；
图7是本发明的钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法的U肋对接焊缝处疲劳裂纹修复方法。
图1和图2中，1、气动锤；2、撞针；3、空气压缩机；4、空气导管；5、钢桥面板；5a、加劲肋；6、角焊缝；6b、对接焊缝；7、疲劳裂纹；7a、表面初步闭合的疲劳裂纹；7b、表面完全闭合的疲劳裂纹；8a、第一道锤击处理；8b、第二道锤击处理；8c、第三道锤击处理；8d、第四道锤击处理；9、U肋。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 
实施例1
如图1、图2所示，钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法所需的设备为气动锤1、撞针2、空气压缩机3、空气导管4。空气压缩机3给气动锤1提供动力，由气动锤1带动撞针2做锤击运动。疲劳裂纹锤击闭合技术的适用条件为表面开口的疲劳裂纹7，沿着疲劳裂纹7开裂方向进行第一次锤击处理8a，形成表面初步闭合的疲劳裂纹7a，再在第一次锤击处理8a旁进行第二次锤击处理8b，形成表面完全闭合的疲劳裂纹7b。每次锤击处理的长度须超过疲劳裂纹7边缘T厘米（T为钢板厚度）。通过使钢板表面产生塑性变形的方法，从使疲劳裂纹7开口产生闭合并且施加了残余压应力，改善了疲劳裂纹7部位的受力情况，降低了疲劳裂纹7b尖端的应力强度因子，提高了疲劳强度和疲劳剩余寿命。并且这种方法能够应用于开裂前，提高疲劳强度，延缓或避免疲劳裂纹7出现。
如图3、图4所示，加劲肋5a角焊缝6处疲劳裂纹7修复方法，首先在疲劳裂纹7左侧施加第一道锤击处理8a，然后在疲劳裂纹7右侧施加第二道锤击处理8b，形成表面初步闭合的疲劳裂纹7a。接着在疲劳裂纹开口处施加第三道锤击处理8c，形成表面完全闭合的疲劳裂纹7b，最后沿着端部角焊缝6方向，在焊趾处进行“U”型的第四道锤击处理8d，从而提高了该部位疲劳裂纹剩余寿命。加劲肋5a角焊缝6处疲劳裂纹7预防方法，在焊趾处进行“U”型的第一道锤击处理8a，使焊趾附近的钢板产生塑性变形，形成条状凹带，施加残余压应力，提高了焊趾部位疲劳强度。 
如图5、图6所示，U肋9与钢桥面板5角焊缝6处疲劳裂纹7，由于该疲劳裂纹7开裂形状为带状，通常产生在焊趾部位，首先沿疲劳裂纹7开裂方向的焊趾处进行第一道锤击处理8a，形成表面初步闭合的疲劳裂纹7a，然后在第一道锤击处理8a部位旁边进行第二道锤击处理8b，形成表面完全闭合的疲劳裂纹7b。U肋9与钢桥面板5角焊缝6处疲劳裂纹7预防方法，在容易出现疲劳裂纹7焊缝处，沿角焊缝6方向进行第一道锤击处理8a，能够提高疲劳强度。 
如图7所示，U肋9对接焊缝6b处疲劳裂纹7修复方法，在疲劳裂纹7两边分别进行第一道锤击处理8a和第二道锤击处理8b，形成表面初步闭合的疲劳裂纹7a；然后再施加第三道锤击处理8c，使疲劳裂纹开口完全闭合，达到修复效果。 

Claims (9)

1.一种钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，在钢桥疲劳裂纹产生前，采用施加锤击荷载的方式加以预防；在钢桥疲劳裂纹产生后，采用施加锤击荷载的方式加以修复；锤击荷载通过安装在气动锤的动力输出端的撞针锤击而施加；锤击修复钢桥疲劳裂纹时，锤击处理的长度超过疲劳裂纹的边缘T厘米，T为疲劳裂纹产生处，钢桥上钢板的厚度。
2.根据权利要求1所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，所述气动锤通过空气导管与空气压缩机连接，而撞针的撞针头则呈倒梯形设置。
3.根据权利要求1所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，所述的钢桥疲劳裂纹，包括钢板加劲肋角焊缝处的疲劳裂纹、U肋与钢桥面板角焊缝处的疲劳裂纹、U肋对接焊缝处的疲劳裂纹。
4.根据权利要求3所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，所述钢板加劲肋角焊缝处疲劳裂纹的修复，首先在该疲劳裂纹左侧施加第一道锤击处理，接着在该疲劳裂纹右侧施加第二道锤击处理，然后在疲劳裂纹开口处施加第三道锤击处理，最后沿着端部角焊缝方向，在焊趾处进行第四道锤击处理。
5.根据权利要求4所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，第四道锤击处理所产生的锤痕呈U型。
6.根据权利要求3所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，所述加劲肋角焊缝处疲劳裂纹的预防，只需在焊趾处进行U型的一道锤击处理即可。
7.根据权利要求3所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，所述U肋与钢桥面板角焊缝处疲劳裂纹的修复，首先沿该疲劳裂纹的开裂方向的焊趾处进行第一道锤击处理，然后在第一道锤击处理部位的旁边进行第二道锤击处理即可。
8.根据权利要求3所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，所述U肋与钢桥面板角焊缝处疲劳裂纹的预防，通过在容易出现疲劳裂纹焊缝处，沿角焊缝的方向进行第一道锤击处理即可。
9.根据权利要求3所述钢桥疲劳裂纹锤击闭合技术应用方法，其特征在于，所述U肋对接焊缝处疲劳裂纹的修复，在疲劳裂纹两边分别进行第一道锤击处理、第二道锤击处理，然后再施加第三道锤击处理即可。
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