一種鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，在鋼橋疲勞裂紋產(chǎn)生前，采用施加錘擊荷載的方式加以預(yù)防；在鋼橋疲勞裂紋產(chǎn)生后，采用施加錘擊荷載的方式加以修復(fù)；錘擊荷載通過安裝在氣動錘的動力輸出端的撞針錘擊而施加；錘擊修復(fù)鋼橋疲勞裂紋時，錘擊處理的長度超過疲勞裂紋的邊緣T厘米，T為疲勞裂紋產(chǎn)生處，鋼橋上鋼板的厚度。由此可知，本發(fā)明針對實際鋼橋疲勞裂紋給出了相應(yīng)的疲勞裂紋修復(fù)和預(yù)防的步驟及方法。開裂前進行錘擊處理能夠提高處理部位的疲勞強度。開裂后，通過多次錘擊處理，使疲勞裂紋開口閉合，改變了裂紋尖端的應(yīng)力強度因子，提高了疲勞裂紋的剩余壽命，達到修復(fù)效果。
【專利說明】 一種鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁維護領(lǐng)域，具體涉及鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，為了適應(yīng)交通快速增長的需求，我國修建了一批大跨徑的橋梁。大跨度橋梁要求更小的結(jié)構(gòu)自重和更高的結(jié)構(gòu)強度，而鋼橋具有自重輕、強度高、制作施工便捷等優(yōu)點，在橋梁建設(shè)中得到了廣泛地應(yīng)用。
[0003]我國的鋼橋總體服役年限不長，但部分橋梁服役也超過十年。由于橋梁設(shè)計理論不完善及構(gòu)造措施的不足，再加上逐年增長的交通，橋梁在車輛荷載反復(fù)作用下，在構(gòu)造、受力復(fù)雜部位鋼材容易產(chǎn)生疲勞裂紋。一旦產(chǎn)生，對結(jié)構(gòu)的受力有很大的影響，直接威脅結(jié)構(gòu)的安全，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致橋梁倒塌事故。
[0004]由于鋼橋構(gòu)造及受力復(fù)雜，疲勞裂紋產(chǎn)生的部位及形式也多種多樣，針對鋼橋疲勞裂紋修復(fù)的方法比較局限。常用的方法有止裂孔法、裂紋焊合法、鋼板補強法等，但這些方法有其自身特點及可操作性的局限，并且只能夠延緩開裂，不能提高疲勞強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼橋?qū)嶋H疲勞裂紋的錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法。其開裂前進行錘擊處理能夠提高處理部位的疲勞強度。開裂后，通過多次錘擊處理，使疲勞裂紋開口閉合，改變了裂紋尖端的應(yīng)力強度因子，提高了疲勞裂紋的剩余壽命，達到修復(fù)效果
為實現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取以下的技術(shù)方案:
一種鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，在鋼橋疲勞裂紋產(chǎn)生前，采用施加錘擊荷載的方式加以預(yù)防；在鋼橋疲勞裂紋產(chǎn)生后，采用施加錘擊荷載的方式加以修復(fù)；錘擊荷載通過安裝在氣動錘的動力輸出端的撞針錘擊而施加；錘擊修復(fù)鋼橋疲勞裂紋時，錘擊處理的長度超過疲勞裂紋的邊緣T厘米，T為疲勞裂紋產(chǎn)生處，鋼橋上鋼板的厚度。
[0006]所述氣動錘通過空氣導(dǎo)管與空氣壓縮機連接，而撞針的撞針頭則呈倒梯形設(shè)置。
[0007]所述的鋼橋疲勞裂紋，包括鋼板加勁肋角焊縫處的疲勞裂紋、U肋與鋼橋面板角焊縫處的疲勞裂紋、U肋對接焊縫處的疲勞裂紋。
[0008]所述鋼板加勁肋角焊縫處疲勞裂紋的修復(fù)，首先在該疲勞裂紋左側(cè)施加第一道錘擊處理，接著在該疲勞裂紋右側(cè)施加第二道錘擊處理，然后在疲勞裂紋開口處施加第三道錘擊處理，最后沿著端部角焊縫方向，在焊趾處進行第四道錘擊處理。
[0009]第四道錘擊處理所產(chǎn)生的錘痕呈U型。
[0010]所述加勁肋角焊縫處疲勞裂紋的預(yù)防，只需在焊趾處進行U型的一道錘擊處理即可。
[0011]所述U肋與鋼橋面板角焊縫處疲勞裂紋的修復(fù)，首先沿該疲勞裂紋的開裂方向的焊趾處進行第一道錘擊處理，然后在第一道錘擊處理部位的旁邊進行第二道錘擊處理即可。
[0012]所述U肋與鋼橋面板角焊縫處疲勞裂紋的預(yù)防，通過在容易出現(xiàn)疲勞裂紋焊縫處，沿角焊縫的方向進行第一道錘擊處理即可。
[0013]所述U肋對接焊縫處疲勞裂紋的修復(fù)，在疲勞裂紋兩邊分別進行第一道錘擊處理、第二道錘擊處理，然后再施加第三道錘擊處理即可。
[0014]根據(jù)以上的技術(shù)方案，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
本發(fā)明在鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)的基礎(chǔ)上針對實際鋼橋疲勞裂紋給出了相應(yīng)的疲勞裂紋修復(fù)和預(yù)防的步驟及方法。開裂前進行錘擊處理能夠提高處理部位的疲勞強度。開裂后，通過多次錘擊處理，使疲勞裂紋開口閉合，改變了裂紋尖端的應(yīng)力強度因子，提高了疲勞裂紋的剩余壽命，達到修復(fù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法的設(shè)備；
圖2是本發(fā)明的鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法的操作過程；
圖3是本發(fā)明的鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法的加勁肋角焊縫處疲勞裂紋修復(fù)方法；
圖4是本發(fā)明的鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法的加勁肋角焊縫處疲勞裂紋預(yù)防方法；
圖5是本發(fā)明的鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法的U肋與鋼橋面板角焊縫處疲勞裂紋修復(fù)方法；
圖6是本發(fā)明的鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法的U肋與鋼橋面板角焊縫處疲勞裂紋預(yù)防方法；
圖7是本發(fā)明的鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法的U肋對接焊縫處疲勞裂紋修復(fù)方法。
[0016]圖1和圖2中，1、氣動錘；2、撞針；3、空氣壓縮機；4、空氣導(dǎo)管；5、鋼橋面板；5a、加勁肋；6、角焊縫；6b、對接焊縫；7、疲勞裂紋；7a、表面初步閉合的疲勞裂紋；7b、表面完全閉合的疲勞裂紋；8a、第一道錘擊處理；8b、第二道錘擊處理；8c、第三道錘擊處理；8d、第四道錘擊處理；9、U肋。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0018]實施例1
如圖1、圖2所示，鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法所需的設(shè)備為氣動錘1、撞針2、空氣壓縮機3、空氣導(dǎo)管4。空氣壓縮機3給氣動錘I提供動力，由氣動錘I帶動撞針2做錘擊運動。疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)的適用條件為表面開口的疲勞裂紋7，沿著疲勞裂紋7開裂方向進行第一次錘擊處理8a，形成表面初步閉合的疲勞裂紋7a，再在第一次錘擊處理8a旁進行第二次錘擊處理8b，形成表面完全閉合的疲勞裂紋7b。每次錘擊處理的長度須超過疲勞裂紋7邊緣T厘米(T為鋼板厚度)。通過使鋼板表面產(chǎn)生塑性變形的方法，從使疲勞裂紋7開口產(chǎn)生閉合并且施加了殘余壓應(yīng)力，改善了疲勞裂紋7部位的受力情況，降低了疲勞裂紋7b尖端的應(yīng)力強度因子，提高了疲勞強度和疲勞剩余壽命。并且這種方法能夠應(yīng)用于開裂前，提高疲勞強度，延緩或避免疲勞裂紋7出現(xiàn)。
[0019]如圖3、圖4所示，加勁肋5a角焊縫6處疲勞裂紋7修復(fù)方法，首先在疲勞裂紋7左側(cè)施加第一道錘擊處理8a，然后在疲勞裂紋7右側(cè)施加第二道錘擊處理Sb，形成表面初步閉合的疲勞裂紋7a。接著在疲勞裂紋開口處施加第三道錘擊處理8c，形成表面完全閉合的疲勞裂紋7b，最后沿著端部角焊縫6方向，在焊趾處進行“U”型的第四道錘擊處理8d，從而提高了該部位疲勞裂紋剩余壽命。加勁肋5a角焊縫6處疲勞裂紋7預(yù)防方法，在焊趾處進行“U”型的第一道錘擊處理8a，使焊趾附近的鋼板產(chǎn)生塑性變形，形成條狀凹帶，施加殘余壓應(yīng)力，提高了焊趾部位疲勞強度。
[0020]如圖5、圖6所示，U肋9與鋼橋面板5角焊縫6處疲勞裂紋7，由于該疲勞裂紋7開裂形狀為帶狀，通常產(chǎn)生在焊趾部位，首先沿疲勞裂紋7開裂方向的焊趾處進行第一道錘擊處理8a，形成表面初步閉合的疲勞裂紋7a，然后在第一道錘擊處理8a部位旁邊進行第二道錘擊處理8b，形成表面完全閉合的疲勞裂紋7b。U肋9與鋼橋面板5角焊縫6處疲勞裂紋7預(yù)防方法，在容易出現(xiàn)疲勞裂紋7焊縫處，沿角焊縫6方向進行第一道錘擊處理8a，能夠提高疲勞強度。
[0021]如圖7所示，U肋9對接焊縫6b處疲勞裂紋7修復(fù)方法，在疲勞裂紋7兩邊分別進行第一道錘擊處理8a和第二道錘擊處理Sb，形成表面初步閉合的疲勞裂紋7a ;然后再施加第三道錘擊處理8c，使疲勞裂紋開口完全閉合，達到修復(fù)效果。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，在鋼橋疲勞裂紋產(chǎn)生前，采用施加錘擊荷載的方式加以預(yù)防；在鋼橋疲勞裂紋產(chǎn)生后，采用施加錘擊荷載的方式加以修復(fù)；錘擊荷載通過安裝在氣動錘的動力輸出端的撞針錘擊而施加；錘擊修復(fù)鋼橋疲勞裂紋時，錘擊處理的長度超過疲勞裂紋的邊緣T厘米，T為疲勞裂紋產(chǎn)生處，鋼橋上鋼板的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，所述氣動錘通過空氣導(dǎo)管與空氣壓縮機連接，而撞針的撞針頭則呈倒梯形設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，所述的鋼橋疲勞裂紋，包括鋼板加勁肋角焊縫處的疲勞裂紋、U肋與鋼橋面板角焊縫處的疲勞裂紋、U肋對接焊縫處的疲勞裂紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，所述鋼板加勁肋角焊縫處疲勞裂紋的修復(fù)，首先在該疲勞裂紋左側(cè)施加第一道錘擊處理，接著在該疲勞裂紋右側(cè)施加第二道錘擊處理，然后在疲勞裂紋開口處施加第三道錘擊處理，最后沿著端部角焊縫方向，在焊趾處進行第四道錘擊處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，第四道錘擊處理所產(chǎn)生的錘痕呈U型。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，所述加勁肋角焊縫處疲勞裂紋的預(yù)防，只需在焊趾處進行U型的一道錘擊處理即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，所述U肋與鋼橋面板角焊縫處疲勞裂紋的修復(fù)，首先沿該疲勞裂紋的開裂方向的焊趾處進行第一道錘擊處理，然后在第一道錘擊處理部位的旁邊進行第二道錘擊處理即可。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，所述U肋與鋼橋面板角焊縫處疲勞裂紋的預(yù)防，通過在容易出現(xiàn)疲勞裂紋焊縫處，沿角焊縫的方向進行第一道錘擊處理即可。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋼橋疲勞裂紋錘擊閉合技術(shù)應(yīng)用方法，其特征在于，所述U肋對接焊縫處疲勞裂紋的修復(fù)，在疲勞裂紋兩邊分別進行第一道錘擊處理、第二道錘擊處理，然后再施加第三道錘擊處理即可。
【文檔編號】E01D22/00GK103952984SQ201410147059
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】吉伯海, 袁周致遠, 傅中秋, 程苗 申請人:河海大學(xué)