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美國專家談鋼結構橋梁的疲勞與斷裂

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時間：2010-08-31 19:41:27 [收藏]

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        “千里之堤，潰于蟻穴”。不論筑堤，還是架橋，一定不能忽視小細節。工程設計師在設計鋼結構橋梁時，應考慮到有無數生命都交付給了自己，因此，就算是芝麻粒的小問題，也要嚴謹對待，直至把問題解決。我國地大物博，到處都在興建橋梁，不管大橋小橋，倒塌都會造成重大傷亡和損失，設計師要做的就是在設計時杜絕安全隱患，千萬不要讓自以為微不足道的小細節，毀了整座橋梁。

        25年前，世界著名鋼結構專家、美國工程院院士約翰?費什爾博士曾在我國進行過鋼結構疲勞問題的講座。25年后，約翰?費什爾再次來到我國，繼續就鋼結構橋的疲勞和斷裂設計與我國同行進行了交流。鋼結構橋的疲勞是指在最大值低于材料靜屈服強度的重復或波動張力作用下形成的漸進、局部和永久性的結構損傷。在恒載(比如靜載)的作用下，疲勞開裂不會發生，但在微壓應力作用下有可能發生。

        鋼結構橋疲勞的種類，分為機械疲勞，即由外加荷載引起的應力浮動和腐蝕疲勞，在外在浮動應力作用的同時還受到化學侵蝕或脆化的作用，只在高強鋼絲和高強鋼上能夠觀察到。斷裂是撕裂的過程，斷裂引發于某種缺陷(材料的或設計的)，當缺陷達到一個臨界值時，斷裂就會發生。

        在抗疲勞與斷裂設計時，橋梁應重復經受由車載引起的應力周期，鋼結構橋構建和焊接接頭能夠在重復應力作用下產生疲勞裂紋。如果不及時發現，疲勞裂紋的擴展能夠導致不穩定的斷裂以致災難性的倒塌。

        在談到超載超限問題時，約翰?費什爾表示，美國也有超載問題，相關部門治理超載、防止橋梁受損的辦法是對車輛除了有總重的限制外，對軸重也會有限制。美國車輛的軸重限量為22噸。車輛總重會對橋梁的總體造成疲勞損害，而軸重則會對橋梁的某些部分造成疲勞，因此，對軸重的限制也是很有必要的。

        專家簡介：

        約翰?費什爾博士擔任美國里海大學土木工程系教授40余年，是世界著名的鋼結構專家，尤其在鋼結構疲勞與斷裂、連接節點及其他鋼結構研究領域有很高的造詣和建樹。他是鋼結構疲勞和斷裂實用理論及美國橋梁規范疲勞設計一整套體系的主要奠基人，所著的《鋼結構橋中的疲勞與斷裂案例研究》一書在世界范圍內被廣泛應用。約翰?費什爾是美國工程院院士，一生獲獎無數。
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