近日,山东农业大学水利土木工程学院杨海波副教授团队联合哈尔滨工业大学(威海)王苹教授团队在国际SCI期刊“Engineering Failure Analysis”(JCR Q1区,影响因子IF = 7.0)发表了题为《Fatigue performance analysis of full-scale multi-span and multi-girder orthotropic steel bridge decks: A competitive fatigue failure model》的研究成果,构建了一种竞争疲劳失效模型,以全面系统地评估全尺寸多跨多榀钢桥面板的疲劳性能,解决多种损伤模式共存下的疲劳裂纹开裂失效问题。
正交异性钢桥面板多种疲劳损伤机理同步演化,U肋-横隔板焊趾位置峰值应力评估困难、主导疲劳失效模式及多位置复合疲劳裂纹难以确定。研究结果表明,本文所搭建的竞争疲劳失效模型可对正交异性钢桥面板中的典型的五种疲劳失效模式进行综合评估,并确定潜在的主导疲劳失效模式。此外,该模型可准确评估疲劳失效全阶段多位置复合疲劳裂纹的萌生寿命、疲劳裂纹扩展寿命及全阶段失效寿命。全尺寸多跨多榀钢桥面板疲劳试验结果验证了竞争疲劳失效模型对主导疲劳失效模式、多位置复合疲劳裂纹、疲劳失效寿命预测结果的准确性。同时,该模型首次实现了对U肋-顶板焊趾、U肋-横隔板焊缝焊趾、横隔板-顶板焊缝焊趾等多种特定疲劳失效模式的预测评估。此外,利用竞争疲劳失效模型方法,得到了多级加载模式的疲劳损伤累积效应、多种疲劳荷载加载工况差异及考虑剪切应力对易损位置疲劳强度的影响规律。

该研究得到了长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室、山东省自然科学基金面上项目、青年项目的资助。
2026级硕士研究生陈硕宾为本文共同第一作者,山东农业大学杨海波副教授为本文通讯作者、共同第一作者。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2026.111505