我國公路鋼橋的疲勞設(shè)計及疲勞壽命預(yù)測研究相對滯后，對公路鋼橋的疲勞設(shè)計規(guī)
范主要參考國外規(guī)范和我國鐵路鋼橋規(guī)范，公路鋼橋規(guī)范尚未對疲勞荷載形式和許多結(jié)
構(gòu)細(xì)節(jié)的疲勞壽命 S-N 曲線進行規(guī)定，有關(guān)焊接結(jié)構(gòu)和焊接接頭的疲勞試驗數(shù)據(jù)非常匾
乏。因此，開展公路鋼橋焊接接頭及母材的疲勞損傷行為的試驗研究是十分必要的，將
對公路鋼橋疲勞設(shè)計和疲勞壽命預(yù)測提供基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)據(jù)。
本文在對橋梁鋼 Q345qD 焊接接頭硬度和金相組織研究的基礎(chǔ)上，主要對其母材、
焊接接頭的疲勞性能和相應(yīng)的斷裂機理、疲勞裂紋擴展速率等性能進行了試驗研究，研
究結(jié)果如下：
（1）對焊接接頭各區(qū)域進行了硬度試驗，結(jié)果表明焊接接頭焊縫中心處的硬度值
較低，在熱影響區(qū)的重結(jié)晶區(qū)存在硬度最高點，而在部分相變區(qū)存在硬度最低點。硬度
最低點為對接接頭的薄弱區(qū)。
（2）通過對母材以及不同形式焊接接頭的疲勞強度試驗，得到了各組試樣的 S-N
曲線和在 200 萬循環(huán)周次下，可靠度為 50％和 97.7％時，母材對應(yīng)的條件疲勞極限分別
為 249.74 MPa、204.75 MPa；對接接頭對應(yīng)的條件疲勞極限分別為 176.11MPa、
146.88MPa；去余高對接接頭對應(yīng)的條件疲勞極限分別為 183.4MPa、150.75MPa。
（3）對疲勞斷口進行了掃描電鏡觀察和分析，得出母材試樣的疲勞裂紋起源于試
樣表面材料缺陷或試樣尖角處；對接接頭試樣疲勞裂紋起源于焊趾應(yīng)力集中處；去余高
對接接頭試樣疲勞裂紋起源于熱影響區(qū)。
（4）進行了疲勞裂紋擴展速率試驗，得到了橋梁鋼 Q345qD 對接接頭不同區(qū)域的
疲勞裂紋擴展速率曲線。結(jié)果表明在同一應(yīng)力比的前提下，橋梁鋼 Q345qD 對接接頭不
同部位的疲勞裂紋擴展速率不同，熱影響區(qū)的擴展速率較快，其次依次為橫向焊縫、母
材，焊縫金屬最慢。
（5）對疲勞裂紋擴展速率試驗試樣的斷口形貌進行觀察與分析。結(jié)果表明：疲勞
裂紋的疲勞源區(qū)起源于預(yù)制裂紋的位置，裂紋擴展區(qū)主要是以疲勞條帶擴展機制為主；
母材最后斷裂區(qū)可看到細(xì)小的等軸韌窩，表現(xiàn)為韌性斷裂；熱影響區(qū)、焊縫和橫向焊縫
最后斷裂區(qū)出現(xiàn)解理斷裂特征，表現(xiàn)出一定的脆性斷裂。
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安鋼
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橋梁卷板
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7.75
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Q345qD
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1500
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1
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26.702
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安鋼
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橋梁卷板
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7.75
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Q345qD
|
|
1500
|
1
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26.754
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安鋼
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橋梁卷板
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7.75
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Q345qD
|
|
1500
|
1
|
26.892
|
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安鋼
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橋梁卷板
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7.75
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Q345qD
|
|
1500
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1
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27.4
|
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安鋼
|
橋梁卷板
|
7.75
|
Q345qD
|
|
1500
|
1
|
26.72
|
|
安鋼
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橋梁卷板
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7.75
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Q345qD
|
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1500
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1
|
26.982
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安鋼
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橋梁卷板
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8.0mm
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Q345qD
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1500
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1
|
28.59
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安鋼
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橋梁卷板
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7.5
|
Q345qD
|
|
1500
|
1
|
28.71
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