正交异性钢桥面板作为现代桥梁工程的一项重要标志性成果，得到了广泛的应用。但在结构和力学性能,环境影响,施工质量和正交异性钢桥面板疲劳特性认识不足,厦门建筑加固公司小编了解到正交异性钢桥面板疲劳开裂的情况频繁发生，严重影响桥梁结构的安全性、耐久性和服务质量,并导致中断交通,和其他二次效应,造成重大的经济损失和不良的社会影响,已成为制约钢结构桥梁应用和发展的瓶颈问题。

研究开发有效的正交异性钢桥面疲劳开裂加固方法是桥梁可持续发展的重要要求，具有重要的现实意义。正交异性钢桥面疲劳开裂加固方法主要分为传统方法和新方法两大类。前者主要包括裂纹停止法、机械修复法(主要包括超声波冲击处理法(UIT)和冲击裂纹闭合改造法(ICR))、热修复法(典型的有TIG重熔法(TIG)、焊接修复法和局部补强法)。后者主要包括组合桥面系统加固法和装配式加固法。

上述方法已成功应用于实际桥梁的加固，保证了既有钢桥的安全运营，提高了既有钢桥的服务质量，丰富和发展了桥梁养护技术。然而，与正交异性钢桥面疲劳开裂加固的主要需求相比，目前相关研究仍相对缺乏，对加固方法、加固体系破坏机制、剩余疲劳寿命评价等关键问题的研究严重滞后。主要论述了正交异性钢桥面疲劳开裂加固方法的特点、适用性以及加固研究中需要解决的关键问题。

钢桥面疲劳开裂加固方法

根据不同结构细部的疲劳特性，国内外学者提出了多种疲劳开裂加固方法。简要介绍了拦孔法、热修补法、机械修补法、组合桥面系统加固法和拼装快速加固法。

幕孔堵漏法

止裂法是钢结构疲劳裂纹修复中常用的一种临时加固方法。在强化和修复正式实施之前,为了避免疲劳裂纹进一步扩展更严重的对结构的影响,通过对疲劳裂纹尖端或扩展路径钻一个光滑的圆孔,裂纹尖端高压力,高代曲率半径较大的圆孔,减少或消除了裂纹尖端塑性区,减缓或抑制进一步扩张,结构的疲劳裂纹扩展的剩余疲劳寿命。作为传统的加固方法之一，止孔法得到了广泛的应用，但由于裂缝尖端位置不易确定，难以准确定位止孔。同时，正交各向异性钢桥面疲劳细部的疲劳裂纹大多属于复合裂纹，且裂纹扩展方向与裂纹边缘交点母材应力集中问题突出应用中裂纹对侧母材往往在荷载循环次数仅增加几万次时即出现二次开裂，难以取得较好的加固效果，这也是该方法主要作为临时加固措施的根本原因。Murdani等学者提出通过设置附加孔、侧孔等规避裂纹尖端不易精准定位的难题，以改善加固效果。

为提高止裂孔延长结构剩余疲劳寿命的加固效果，部分学者提出设置冷扩孔、在冷扩孔中置入栓钉或螺栓，在止裂孔周边引入残余压应力和塑性变形，延缓疲劳裂纹的再生和扩展，以改善传统止裂孔法的加固效果，如图1（b）所示，该技术在桥梁结构中的应用仍处于探索阶段，其实施效果仍有待于进一步验证。

▼ 机械修复法

较为典型的机械修复法主要包括超声波冲击法（UIT）和裂纹闭合冲击改进技术（ICR）。其中，超声波冲击法是一种采用超声波冲击金属表面或焊接接头，使表层局部区域产生较大的压缩塑性变形，从而引入残余压应力并改善局部残余应力场，有效改善焊趾区域的表面轮廓来降低应力集中程度，以提高钢结构疲劳抗力的技术。国内外研究学者对于超声波冲击法加固结构的残余应力分布特征和疲劳特性进行了研究，

结果表明：（1）超声波冲击法处理后残余压应力场分布深度约为1.5~1.7mm，且残余压应力达到甚至超过母材的屈服强度；

（2）超声波冲击能够改善焊趾的几何外形、引入残余压应力、细化表层晶粒并改善局部微观组织，从而显著提高焊接细节的疲劳抗力并有效提高疲劳裂纹的扩展阈值。

裂纹闭合冲击改进技术（ICR）采用专用设备高速冲击疲劳开裂局部区域，使材料表面产生塑性变形，并通过材料的塑性流动使疲劳裂纹的开口产生闭合效应，引入残余压应力，降低或消除焊接残余拉应力，改善疲劳裂纹表面的应力状态，降低疲劳裂纹扩展速率，以达到延长焊接细节剩余疲劳寿命的目的，如图2所示。研究表明：（1）ICR法能够显著降低垂直于疲劳裂纹扩展路径方向的应力，使疲劳裂纹闭合并有效降低疲劳裂纹的扩展速率，从而提高其剩余疲劳寿命；（2）ICR处理技术能够显著降低焊接残余拉应力，改善残余应力场分布区域，残余压应力场深度可达5.3mm。

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