[发明专利]一种铁路钢桥面外变形引发疲劳裂纹的预防和加固方法

摘要

本发明公开了一种铁路钢桥面外变形引发疲劳裂纹的预防和加固方法，该方法包括确定步骤、锤击步骤、止裂步骤和加固步骤，确定步骤对铁路钢桥进行检查，确定是否有裂纹，若无裂纹则分析工型梁腹板竖向加劲肋端部的受力，判断是否有产生裂纹的风险；锤击步骤对工型梁腹板两侧竖向加劲肋焊缝端部100mm内焊趾处以及各焊道之间的内凹部位进行超声波锤击；止裂步骤采用磁力钻在该加劲肋端部裂纹的尖端钻圆孔，同时裂纹尖端落入圆孔中；加固步骤采用角钢和垫板将工型梁的下翼缘和竖向加劲肋进行连接，减小面外变形。本发明的有益效果能够改善焊接疲劳强度和延长寿命；增大开裂部位局部刚度，减小面外变形，有效阻止裂纹的进一步扩展。

主权项

一种铁路钢桥面外变形引发疲劳裂纹的预防和加固方法，其特征在于，该方法包括确定步骤、锤击步骤、止裂步骤和加固步骤，所述确定步骤为：通过对铁路钢桥进行实桥检查，确定所述铁路钢桥是否有裂纹，如果有裂纹，则进行所述止裂步骤后进行所述加固步骤对所述铁路钢桥进行疲劳裂纹的止裂和加固处理；如果没有裂纹，则对所述铁路钢桥进行动载测试或者建立局部有限元模型进行计算，分析所述铁路钢桥的工型梁腹板竖向加劲肋端部的受力，确定所述铁路钢桥是否有产生裂纹的风险性，如果所述铁路钢桥的工型梁腹板竖向加劲肋端部的热点应力超过100MPa或面外变形超过0.1mm，所述铁路钢桥的工型梁腹板竖向加劲肋端部有产生裂纹的风险，则进行所述锤击步骤延缓所述铁路钢桥裂纹的产生，或者进行所述加固步骤避免所述铁路钢桥裂纹的产生；如果进行所述锤击步骤后，所述铁路钢桥仍然产生裂纹，则进行所述止裂步骤后进行所述加固步骤对所述铁路钢桥进行疲劳裂纹的止裂和加固处理；所述锤击步骤为：对所述工型梁腹板两侧竖向加劲肋焊缝端部100mm内焊趾处以及各焊道之间的内凹部位进行超声波锤击，具体包括：步骤B1，确定所述工型梁腹板两侧竖向加劲肋焊缝端部100mm内焊趾处以及各焊道之间的内凹部位为锤击部位；步骤B2，对所述锤击部位进行清理，清除焊趾熔渣、焊接飞溅杂物，保证锤击部位在锤击前干燥或不被污染；步骤B3，将锤击范围内的焊瘤、飞溅及不顺直的焊缝，打磨干净平顺，采用砂轮沿焊趾修磨成匀顺的直线或圆弧线，便于操作中超声锤击头匀速连续运行，在修磨时不得损伤焊缝或母材，避免产生新的缺陷；步骤B4，采用直径为φ3的球形超声锤击头在锤击部位进行初次锤击，采用三锤头阵列平行于焊趾的方式，对准焊趾，所述超声锤击头的锤击枪针与相应焊趾边的母材表面成60～70度夹角，所述超声锤击头的锤击枪移动速度控制在300～400毫米/分钟，来回往复运动4～5遍，消除焊趾咬边缺陷；步骤B5，采用直径为φ5的球形超声锤击头在锤击部位进行二次锤击，扩大锤坑的宽度和深度，锤坑圆弧半径应与直径为φ5的球形超声锤击头的半径相符合，锤坑深度应为0.1～0.2毫米；步骤B6，采用砂纸或抛光机对锤坑进行处理，消除锤击冷作引起的飞刺、 折痕缺陷；步骤B7，检测锤坑深度、锤坑圆弧半径、锤击匀顺程度、连续性和锤击范围，若达到质量要求，则验收结束，若未达到质量要求，则进行步骤B5；所述止裂步骤为：采用磁力钻在所述工型梁腹板竖向加劲肋端部裂纹的尖端钻圆孔，孔的直径与所述工型梁腹板的厚度相同，为10mm，同时裂纹尖端落入所述圆孔中；所述加固步骤为：采用角钢和垫板将工型梁的下翼缘和竖向加劲肋进行连接，减小面外变形，具体包括：步骤A1，采用磁力钻在工型梁的下翼缘和加劲肋上钻孔，这些孔作为连接高强螺栓栓孔；其中，在对所述下翼缘钻孔时，分别在所述工型梁腹板两侧、所述竖向加劲肋两侧共四处进行钻孔，每处各钻两孔；在对所述加劲肋钻孔时，在所述工型梁腹板两侧竖向加劲肋的下端共两处进行钻孔，每处各钻两孔；步骤A2，在所述工型梁腹板两侧、所述竖向加劲肋两侧安装垫板和加固角钢，共四处。