深度分析全球知名钢桥失效事故

为了验证有限元结果的合理性，根据《钢结构设计规范》[10]及《公路钢结构桥梁设计规范》[11]对节点板进行强度和稳定性验算。

1.抗剪强度分析

由于U10位于连续桁架反弯点附近区域，在临界剪切面产生了很大的剪力，节点受力如图14.8（a）所示。根据《公路钢结构桥梁设计规范》[11]，剪切应力按式（14.1）计算：

2.抗拉强度分析

根据《钢结构设计规范》[10]节点板抗拉强度验算可采用有效宽度法，如图14.8（b）所示，拉应力按式（14.2）计算（be=b−610）：

图14.8　强度验算示意

3.稳定性分析(www.xing528.com)

根据《钢结构设计规范》[10]的要求，节点板在设计时按附录F对受压杆附近的板件进行稳定性验算，验算简图如图14.9所示，节点板受压区域分为ABG、DEF和AOC三个部分，应分别对每个区域按式（14.3）进行验算。当其中某一区域先失稳后，其他区域相继失稳。

图14.9　稳定性验算示意（单位：mm）

节点板的屈服强度和失稳临界应力按上述规范计算出的结果如表14.4所示。分别计算出各工况下各极限状态的正则化应力（实际应力σ/抗力σcr），如图14.10所示。

表14.4　各极限状态的临界应力（单位：MPa）

图14.10　不同工况作用下正则化应力变化情况

图中显示随着荷载增加，各极限状态的实际应力均有所增加，但只有临界剪切面的实际应力达到了相应的承载极限，因此节点板最先在剪切面破坏。理论计算结果和节点板的有限元结果吻合。