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钢桥的疲劳和断裂设计和评估
弗吉尼亚州阿灵顿 22201 FHWA 15.补充说明 FHWA 合同官员代表：Melonie Barrington，P.E.，PMP FHWA 技术经理：Brian M. Kozy，Ph.D.，P.E.Michael Baker 首席研究员：Mary P. Rosick，P.E.Michael Baker 项目经理：Kenneth E. Wilson，P.E.，S.E.，PMP 16.摘要 本手册解释了与钢桥疲劳和断裂相关的问题，包括分析、设计、评估、修复和改造。第 1 章介绍了疲劳和断裂，以及参考手册的介绍。第 2 章首先讨论钢结构中的开裂，包括裂纹行为、钢结构中不连续性的来源、影响疲劳和断裂的应力性质以及钢的脆性和延性行为。第 3 章提供断裂力学的基础知识，涵盖断裂控制、疲劳开裂评估和断裂力学作为定量工具等主题。第 4 章描述疲劳行为，包括不连续性和应力集中、生产和制造对疲劳的影响、作为设计极限基础的测试以及环境影响。第 5 章描述疲劳分析，并提供近似和精细分析方法的信息，包括局部应力分析。第 6 章介绍了 AASHTO LRFD 桥梁设计规范中提出的疲劳设计方法，并解释了基本疲劳极限状态方程、各种 AASHTO 疲劳细节类别、有限寿命和无限寿命之间的差异以及疲劳应力范围和分解公称抗力的计算，包括疲劳的分步设计示例。第 7 章介绍了断裂控制，包括设计、制造和检查，并涵盖了冗余、约束诱导断裂和总断裂控制计划等主题。第 8 章介绍了 AASHTO 疲劳评估方法，包括剩余疲劳寿命评估、基于 AASHTO 桥梁评估手册的疲劳寿命估计以及“负剩余寿命”桥梁细节的剩余疲劳寿命。第 9 章介绍了结构的评估、修复和改造，并提供了几种常见疲劳细节、一般修复和改造策略以及约束引起的断裂、超高车辆碰撞和适用性分析的描述。最后，第 10 章介绍了非焊接部件，例如组合构件、螺栓和杆以及混凝土钢筋。此外，附录 A 描述了基于 SHRP2 项目 R19B 的疲劳校准。