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框架钢结构工程疲劳损伤的解决措施

发布时间:2018-05-18

改变框架钢结构中的拉伸残余应力,有不少工艺方法和工艺措施。其中使用较多的是回火处理工艺,即将构件整体放入高温炉中加热,一般加热到600~800℃,之后在均匀的逐步冷却。

由于加热好冷却过程中结构变形的均匀整体话,从而使局部过高的残余应力和应变得到松弛。对大型构件来说,这种方法要求有很大尺度的高温加热装置,因此能处理构件的尺度受实际加热装置设备的限制。

在早期框架钢结构工程桥梁的制造过程中,其重要的焊接部位使用过手工敲击,或用气动的劈枪进行敲击等方法,试图减少焊接部位的残余应力、以便提高结构疲劳寿命。但手工敲击的频度很低,输入到结构中的能量有限,因此效果不显著。在一些金属加工制造业,由于一些要部件的加工装配精度要求日益提高,降低构件残余应力、提高构件使用寿命的要求更为迫切,从而发展了一种称为高速喷丸的技术,其效果十分显著,能明显地提高疲劳性能和抗应力腐蚀的能力并获得了广泛的应用。为提高敲击的频率和能量,进一步研究使用振动方法来降低结构的残余应力。对尺度不大的部件或零件,可将其直接安装在振动台上进行激振。

框架钢结构工程

研究表明,振动台上的高频能量输入到金属构件中,对松弛构件中的残余虚力有一定的效果。由于高频振动台的尺度有限,因此只能对尺度不大的构件采用这种方法。对尺度较大的结构,可在重要的焊接件上采用局部振动的方法。这种方法的难度在于,既要求作用在结构焊缝区振动器的尺寸,又必须要有足够的质量和很高的振动作用频率,因为输入到金属结构件中的能量是与振43动器的质量和作用频率平方的乘积成正比。

但当能量的输入没有达到相应的量级时,降低残余应力的效果就不明显,因此,虽然目前采用该高频电源进行激振的振动器技术已经很成熟,并且其体积小,频率较高,但它的输入能量很低,因此这种成熟的振动器只能用于试验室条件下进行结构振动噪声的谱分析。为了克服上述工艺方法和工艺措施的缺点,在钢结构桥梁中发展了一种称为高频超声波冲击装置的技术。这种技术装置具有体积小,频率高,在钢桥制造和拼装中能方便地使用等特点,因此值得在钢结构桥梁制作中推广使用。

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