建筑工程
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1 引言
自20世纪70年代起，欧洲、日本、美国等先后对正交异性板扁平钢箱梁局部疲劳进行了大量疲劳试验研究，特别是日本，以山田健太郎为代表的许多学者，对多座钢桥进行了现场应力测试和疲劳寿命评估，并在设计规范中明确要求对钢桥进行疲劳设计。 在正常使用期，大跨度桥梁钢箱梁在车辆荷载较大和其他荷载的作用下，其内应力会不断变化，而在大跨度桥梁钢箱梁制造过程中，由于焊接等原因产生的残余应力的相关作用下，在突变的截面和焊接部位会产生较大的向量应力，因此导致疲劳的裂纹。根据目前相关的检测资料和研究报告来看，大跨度桥梁钢箱梁疲劳裂纹分布的位置有一定的规律性和集中性。沿桥轴向，通常在1/4跨处会产生较多的疲劳裂纹，此处的位移交变变化最大。行车道与大型车道对应的加劲肋、横隔板与面板交界处，沿桥梁横向方向，一般而言能很多的疲劳裂纹。 2 大跨度桥梁钢箱梁疲劳开裂原因分析
2.1 疲劳裂纹形成的原因
由于裂纹产生部位的不一致，大跨度钢箱梁疲劳裂纹产生的原因可分为荷载诱发裂纹和平面外变形诱发裂纹。通过裂纹产生的原因，通常大跨度桥梁钢箱梁疲劳裂纹形成的原因划分外部原因和内部原因，外部原因是车辆荷载的反复作用，内部原因是细节结构和材料。结合强度因素，根据裂纹损伤的不同原因，将大跨度钢箱梁疲劳裂纹形成的原因分为初裂、机械损伤裂纹、腐蚀损伤裂纹、疲劳损伤裂纹和强度失效裂纹。
2.1.1 荷载引起的开裂
荷载引起的开裂又称主应力引起的开裂。这种开裂一般发生在纵肋对接焊缝处，裂纹较多，其它部位裂纹较少。这种形式主要是针对前期施工的钢桥面板，现场通常采用镶嵌焊接的方式。对于封闭的纵肋，如U形肋，把钢垫板放在对接焊时在U形肋内。在桥梁使用过程中，在车辆荷载的多次作用下，有较大的弯矩作用于纵肋，产生较大的拉应力作用于其底部。如有初始缺陷在对接焊缝之处，纵肋底部会出现疲劳裂纹。
2.1.2 面外变形引起的开裂
面外变形引起的开裂，又称次应力引起的开裂，主要发生在纵肋与面板焊缝处、纵肋底部过焊孔处、
纵肋与面板、横隔板焊缝处这3个主要部位。对于纵肋过焊孔处裂纹的形成，主要在于以下3个方面：① 面板和纵肋可视为横隔板上的连续梁。纵肋反复扭曲变形后，在纵向移动车辆荷载作用下，会迫使横隔板产生平面外反复变形。当约束作用于面外变形时，有较大的二次弯曲应力会产生。约束刚度越大，产生的二次弯曲应力也越大。②在车辆荷载作用下，竖向弯曲变形会产生，这是由于横隔板会产生垂直于桥轴线导致。弧形切口周围附近会产生较大的剪应力和面内弯曲应力，是由于弧形切口的存在导致。③过焊孔弧形缺口尺寸、横隔板的间距、工艺等因素也会对裂纹的产生有一定的影响。
2.1.3 机械损伤引起的裂纹
机械损伤常发生在超限货物运输时对桥梁的冲击，此外在桥梁制造架设过程中也会发生损伤，在今后使用中更容易引起开裂。
3 大跨度桥梁钢箱梁疲劳裂纹检测技术研究
大跨度桥梁钢箱梁疲劳裂纹产生部位主要在顶板和U肋焊缝连接处，并可能存在6种不同类型的裂纹。
3.1 渗透探伤检测技术
渗透探伤针对只能针对表面裂纹而言，即CR-D-3、CR-D-4
和CR-D-6 这三种裂纹。其原理如图1所示。
图1 渗透探伤检测技术原理
当去除表面多余的渗透剂时，水洗型渗透剂可以用水直接去除；再用水去除亲油后乳化型渗透剂应先乳化；一般而言，应先预洗亲水后乳化型渗透剂，再乳化，最后用水去除；应擦拭干净溶剂清洗型渗透剂并用溶剂去除。去除表面多余的渗透剂后，为以去除箱梁表面的水分，必须在大跨度桥梁的钢箱梁中进行干燥，使渗透剂能够完全渗透到缺陷中或被显影剂吸收，同时，可防止腐蚀，特别是大跨度桥梁钢箱梁的腐蚀有一定的作用。常用的干燥方法有洁净布干燥、压缩空气干燥、热风循环干燥、热风干燥等。
3.2 超声波探伤检测技术
使用超声波对裂纹进行检测时，适宜采用化学浆糊作为耦合剂，相比于机油、甘油等耦合剂，化学浆糊具有流动性低，耦合效果好的特点，能够在竖直面、斜面上（U肋、横隔板）使用。
激光发射器3.3 大跨度桥梁钢箱梁疲劳裂纹电阻法检测技术研究
电热暖水袋每个测量点的截面损伤面积，当电流作用在水平钢板上时，电流有一定的有效分布宽度，简称b，两电极之间的距离L对
大跨度桥梁钢箱梁疲劳裂纹特征分析及检测技术研究
雷步虎
（江苏邦东建设工程有限公司，江苏 南京 211101）
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摘 要：本文总结了大跨度桥梁钢箱梁疲劳裂纹相关资料，研究了钢箱梁疲劳裂纹检测方法，制作疲劳裂纹标准开裂试件，采用超声波进行检测研究，并结合某长江公路大桥实桥裂纹检测实验。
预制箱梁关键词：疲劳裂纹特征；检测技术；电阻法；超声波判定；影响因素
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