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提高焊接接头疲劳性能的研究进展简介技术中心李加良0引言在纪念中国机械工程学会焊接学会成立四十周年和中国焊接协会成立十五周年时，学会和协会秘书处编写了一本纪念文集反映我国焊接技术各个研究方向的发展轨迹及焊接技术在各个行业的应用现状，笔者感到天津大学材料学与工程学院霍立兴等人的论文：“提高焊接接头疲劳性能的研究进展和最新技术”一文对我厂这种主要从事焊接结构件的生产企业有一定指导意义，因此缩编了此文以飨我厂读者。
自从焊接结构得到广泛应用以来，发现主要承受动载荷的焊接结构，在远没有达到其设计寿命时就出现断裂破坏现象，其中90%为疲劳失效。
近年来，各国科技工作者在这方面的研究已经取得了较大的成绩，但是焊接结构疲劳断裂事故仍不断发生，且随着焊接结构的广泛应用有所增加。
例如，九十年代末，高速客车转向架中焊接接头的疲劳断裂，以及水轮机叶片根部的疲劳断裂等，都给国家和企业造成了较大的经济损失。
1焊接结构疲劳失效的原因焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面：①焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材；而承受交变动载荷时，其承受能力却远低于母材，而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。
这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素；②早期的焊接结构设计以静载强度设计为主，没有考虑抗疲劳设计，或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善，以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头；③工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够，所设计的焊接结构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准则与结构形式；④焊接结构日益广泛，而在设计和造过程中认为盲目追求结构的低成本、轻量化，导致焊接结构的设计载荷越来越大；⑤焊接结构有往高速重载方向的发展趋势，对焊接结构承受动载能力的要求越来越高，而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。
2影响焊接结构疲劳强度的主要因素2.1静载强度对焊接结构疲劳强度的影响在钢铁材料的研究中，人们总是希望材料具有较高的比强度，即以较轻的自身重量去承当较大的负载重量。
钢结构桥梁疲劳寿命评估方法研究引言：钢结构桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，承载着巨大的交通流量和运载荷。
然而，长期受到动态荷载的作用，钢结构桥梁往往容易发生疲劳破坏。
因此，准确评估钢结构桥梁的疲劳寿命成为了维护管理的重要课题。
本文将讨论钢结构桥梁疲劳寿命评估方法的研究进展以及存在的挑战和未来发展方向。
一、背景和意义钢结构桥梁疲劳寿命评估是指通过分析桥梁所受到的动态荷载，预测桥梁在使用寿命内出现疲劳破坏的概率。
疲劳破坏是指桥梁在长期交通荷载下反复受力而导致的损伤积累和裂纹扩展，可能最终导致桥梁失效。
因此，准确评估疲劳寿命对于实施及时的维护和修复措施，保障桥梁的安全运营至关重要。
二、疲劳寿命评估方法研究进展1. 数字化模拟方法数字化模拟方法是目前主要应用于钢结构桥梁疲劳寿命评估的方法之一。
该方法基于桥梁受力和应力分析，通过建立数学模型，模拟荷载作用下的疲劳破坏过程。
然后利用数值计算方法，预测裂纹扩展速率和疲劳寿命。
2. 动态试验方法动态试验方法是通过在实际桥梁上进行长期监测和数据采集，评估桥梁的疲劳寿命。
该方法基于实测数据，分析动态荷载对桥梁的影响，提取桥梁的结构和材料参数，并利用相关的疲劳寿命模型计算桥梁的疲劳寿命。
3. 统计预测方法统计预测方法是通过对大量实验数据的统计分析，建立起桥梁疲劳寿命与设计参数、材料性能、施工和维护质量等之间的关系模型。
利用这些模型，可以根据桥梁的设计参数和实际使用情况，预测桥梁的疲劳寿命。
三、存在的挑战和未来发展方向1. 材料和荷载模型的不确定性钢结构桥梁的材料特性和荷载条件是影响疲劳寿命评估准确性的关键因素。
然而，由于现实中桥梁的使用环境和荷载条件的复杂性，材料和荷载模型的确定性往往存在挑战。
未来的研究应关注材料行为和荷载特性等方面的不确定性，提高评估方法的可靠性和准确性。
2. 动态荷载的实时监测和预测桥梁所受到的动态荷载是影响桥梁疲劳寿命的主要因素之一。
然而，目前对于动态荷载的监测和预测技术还存在一定的限制。
钢结构桥梁中的焊接疲劳应力研究现状摘要：钢结构桥梁是桥梁发展过程中的重要组成部分，钢结构疲劳问题一直是桥梁研究中需要关注的重要方面。
焊接过程会产生较大的应力集中，即焊接残余应力，容易使结构材料达到屈服，而影响结构的刚度。
在结构承受动力荷载作用下经常不需达到强度极限便会破坏，因此研究焊接过程的应力分布和对疲劳的影响对桥梁安全具有重要意义。
本文结合我国焊接钢桥疲劳研究的现状，总结出目前焊接钢结构桥梁疲劳破坏的机理、设计研究的主要方法以及一些有效的应对措施。
关键词：钢桥；焊接；疲劳应力；研究现状钢桥疲劳应力的研究始于20世纪初，当时欧美等国的一些铆接钢桥细部出现了因疲劳而产生的裂纹，但当时并未引起人们的重视。
到了20世纪中叶，一方面高强钢材的使用和设计技术的提高，减小了钢桥构件的截面尺寸，增大了结构活载与恒载之比；另一方面焊接技术在桥梁中的应用，使焊缝内部不可避免地留有初始缺陷而导致局部应力集中，加之结构构造形式的多样化等因素，使得钢桥疲劳裂纹的出现开始变得频繁，给桥梁运营带来了严重的安全隐患。
一、影响焊接结构疲劳强度的主要因素1.静载强度对焊接结构疲劳强度的影响一般情况下，基本金属的疲劳强度总是随着静载强度的增加而提高，但对于焊接结构来说情况就不一样了，因为焊接接头的疲劳强度与母材静强度、焊缝金属静强度、热影响区的组织性能以及焊缝金属强度匹配没有多大的关系，也就是说只要焊接接头的细节一样，高强钢和低碳钢的疲劳强度是一样的，具有同样的曲线。
2.应力集中对疲劳强度的影响1）接头类型的影响焊接接头的形式主要有：对接接头、十字接头、T形接头和搭接接头，在接头部位由于传力线受到干扰，因而发生应力集中现象。
2）焊缝形状的影响无论是何种接头形式，它们都是由两种焊缝连接的，对接焊缝和角焊缝。
焊缝形不同，其应力集中系数也不相同，从而疲劳强度具有较大的分散性。
对接焊缝的形状对接头的疲劳强度影响最大。
3）焊接缺陷的影响焊接中的裂纹、未焊透、咬边、气孔、夹渣都易产生应力集中，对焊接疲劳应力都有较大影响。
提高焊接接头疲劳性能的研究进展和最新技术1 焊接结构的疲劳问题以及研究意义1.1 焊接结构的疲劳问题自从20世纪初涂药焊条发明至今一百年来，焊接已经成为应用最为广泛的工艺方法，很难找出另一种发展如此之快，并在应用规模和多样化方面能与焊接相比的工艺，以至于当代许多最重要的技术问题必须采用焊接才能解决，例如：造船、铁路、汽车、航空、航天、桥梁、锅炉、大型厂房和高层建筑等都离不开焊接技术的支持。
如果焊接没有发明的话，许多结构甚至坦率的说整个工业是不会产生的。
毋庸置疑，目前在工程生产上，焊接是最主要的连接方法，焊接结构的重量已占钢铁总产量的50%以上，工业发达国家的这一比例已经接近70%。
然而焊接结构经常不断发生断裂事故，其中90%为疲劳失效。
疲劳破坏一直被认为是船舶及海洋工程结构的一种主要的破坏形式，自钢质海船诞生至今，因结构中疲劳裂纹的生成、扩展，最后导致船舶破坏的事例屡有报道。
美国海岸警卫队船舶结构委员会(Ship Structure Committee, U.S.Coast Guard)曾组织力量对六种不同类型的77艘民用船舶及9艘军舰中六十多万个结构细部进行了调查研究和统计分析，结果表明，有约九分之一的破坏与疲劳有关。
历史上海洋平台的几次重大事故，如1965年日本为美国建造的Sedco型半潜式平台在交货途中破损沉没，造成13人死亡；1980年Alexan—derKeyland号半潜式平台在北海翻沉，使一百余人葬身海底，调查分析的结果表明，结构的疲劳是造成事故的重要原因之一。
同样，疲劳失效也频繁发生在铁路公路桥梁和发电站的管道上。
在五六十年代，欧洲公路网得到高速发展，当时大多采用焊接技术建造钢桥，由于那时对公路桥梁疲劳认识不足，在规范中没有规定进行抗疲劳设计，出现了许多设计不合理的焊接接头，在今天日益繁忙和加重的交通运输载荷下，加快了疲劳损伤过程，许多焊接钢桥出现了疲劳裂纹。
在我国焊接结构因疲劳问题而失效的工程事例也不断出现，例如，九十年代末，高速客车转向架中焊接接头的疲劳断裂，以及水轮机叶片根部的疲劳断裂等，都给国家和企业造成了巨大的经济损失。
探讨钢结构桥梁的常见病害及防护措施钢结构桥梁作为重要的交通基础设施，承载着重要的交通运输任务。
由于长期使用和外部环境的影响，钢结构桥梁也会出现一些常见的病害。
本文将讨论一些常见的病害，并介绍相应的防护措施。
1. 腐蚀：钢结构桥梁暴露在大气中，容易受到氧气、水蒸气和酸雨等的侵蚀，从而发生腐蚀。
腐蚀不仅会导致钢结构在强度和刚度上的下降，还会导致桥梁的安全性降低。
针对腐蚀问题，可以采取以下防护措施：1.1. 表面涂装：通过将钢结构表面进行涂装，形成一层抵抗氧气、水蒸气和酸雨的保护层，延缓腐蚀的发生。
1.2. 防腐涂层：在表面涂装的基础上，加强涂层的耐腐蚀性能，延长钢结构的使用寿命。
1.3. 防腐漆：使用具有较高防腐性能的防腐漆进行表面涂装，提高防腐效果。
1.4. 外包装：对特殊环境下的桥梁，可以进行外包装，隔绝空气和水分侵蚀。
2. 疲劳：长期使用和受力会导致钢结构桥梁的疲劳损伤。
疲劳常常表现为钢结构表面的裂纹和变形。
为了防止疲劳损伤，可以采取以下防护措施：2.1. 加强监测：定期对钢结构进行监测，及时发现并修复裂纹，防止疲劳损伤的进一步扩展。
2.2. 增加结构强度：通过增加梁的截面面积或加强连接部位，提高钢结构的强度和刚度，降低受力引起的疲劳损伤风险。
2.3. 减少振动：通过采取减震装置等措施，降低桥梁受到外界振动的影响，减少疲劳损伤的发生。
3. 锈蚀引起的断裂：当桥梁发生腐蚀时，锈蚀会侵蚀钢材的表面，从而导致钢材的断裂。
为了防止锈蚀引起的断裂，可以采取以下防护措施：3.1. 定期维修：定期检查和修复出现锈蚀的部位，及时更换受损的钢材。
3.2. 增加防护层：在钢材的表面涂覆防腐涂层，增加抵抗锈蚀的能力。
3.3. 加强连接：加强桥梁的连接部位，降低断裂的风险。
4. 桥梁振动：桥梁在使用过程中会受到风、车辆通行等因素的作用，可能引起振动。
当振动幅度过大时，可能导致桥梁的破坏。
针对振动问题，可以采取以下防护措施：4.1. 加固措施：通过增加桥墩和墩柱的高度、增加桥梁横向支撑等加固措施，降低桥梁的振动风险。
焊接管节点疲劳研究综述刘永健;姜磊;王康宁【摘要】In order to deepen the understanding of fatigue problem of welded tubular joints,the application status and existing problems of four frequently used assessment approaches including nominal stress approach,hot spot stress approach,notch stress approach and fracture mechanics approach were introduced.The current research of hot spot stress approach,which was the most suggested,was summarized in the aspects of fatigue effect and fatigue resistance.The structural development trend of tubular joints was explored.The results show that in the four frequently used approaches, the nominal stress approach is the most widely used, but it is over-conservative.The hot spot strees approach is the most suggested and it needs to be perfected. The notch stress approach will be applicable in an assessment of residual fatigue life.The comparatively systematic hot spot strees approach is proposed for traditional circular and rectangular tubular joints,and possible position of maximum hot spot stress,extrapolation region,equations for hot spot stress concentration factor, thickness correction factors are specified.Based on the traditional circular and rectangular tubular joints,the structure of joints is innovated,and the concrete filled steel tube joints,concrete filled steel tube joints stiffened with PBL,circular hollow section-rectangular hollow section (CHS-RHS)joints,bird-beak square hollow section(SHS)joints are paring with traditional joints,the hot spot stressconcentration factor of concrete filled steel tube joints and concrete filled steel tube joints stiffened with PBL reduce more than 25% and 50% respectively. The hot spot stress concentration factor of bird-beak SHS joints is between circular tubular joints and rectangular tubular joints.%为加深对焊接管节点疲劳问题的认识,对焊接管节点名义应力法、热点应力法、切口应力法和断裂力学法4种常用疲劳评估方法应用现状和存在问题进行介绍,从疲劳效应(热点应力集中系数)和抗力(热点应力幅S-N曲线)2个方面对首推的热点应力法研究现状进行总结,探讨了管节点结构形式的发展趋势.结果表明:焊接管节点常用四大疲劳评估方法中名义应力法应用最广,但过于保守,热点应力法最被推崇,但仍有待进一步完善,切口应力法实施难度大,尚未在规范中使用,断裂力学法则适用于剩余疲劳寿命评估;对于传统的圆形和矩形钢管节点,已形成了较为系统的热点应力评估方法,对热点应力集中系数最大值可能发生位置、外推区域、热点应力集中系数计算公式、壁厚效应修正系数等方面进行了明确的规定;在传统的圆钢管和矩形钢管节点基础上,创新节点形式,提出了钢管混凝土节点、PBL加劲型钢管混凝土节点、圆管-方管节点和鸟嘴式节点,对比传统钢管节点,钢管混凝土节点热点应力集中系数降幅在25%以上,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点降幅在50%以上,圆管-方管节点和鸟嘴式节点降幅则介于圆形钢管和矩形钢管节点之间.【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】20页(P1-20)【关键词】桥梁工程;焊接管节点;疲劳性能;评估方法;热点应力集中系数;新型节点;综述【作者】刘永健;姜磊;王康宁【作者单位】长安大学公路学院,陕西西安 710064;长安大学公路学院,陕西西安710064;长安大学公路学院,陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】TU375钢管结构作为闭口截面，以其绕流性能好、防腐特性优异、自重轻、造型美观和施工便捷等优点，在海洋平台、高层建筑、输电塔架等结构中已得到了广泛的应用。
钢结构施工中的焊缝疲劳性能研究钢结构在现代工程建筑中起着至关重要的作用。
焊接是连接钢材的常用方法之一，然而焊缝的疲劳性能，尤其是在长期受到变动荷载的情况下，对结构的稳定性和安全性有重要影响。
因此，对钢结构施工中的焊缝疲劳性能进行深入研究至关重要。
1. 研究背景钢结构的应用已经广泛存在于桥梁、建筑物和其他重要工程中。
焊接作为一种常用的连接方法，在这些结构中得到了广泛应用。
但由于外部荷载的作用，焊缝可能会受到不同程度的应力，导致其疲劳性能发生变化。
因此，为了确保钢结构的安全性和可靠性，有必要对焊缝的疲劳性能进行研究。
2. 疲劳性能测试方法为了评估焊缝的疲劳性能，通常采用疲劳试验来模拟实际工作环境中的变动载荷。
这种试验方法可以通过加载特定频率和振幅的荷载来模拟实际情况下的应力变化，从而评估焊缝的疲劳寿命。
3. 影响焊缝疲劳性能的因素焊缝的疲劳性能受多种因素的影响，包括焊缝质量、材料选择、设计荷载等。
首先，焊缝的质量对疲劳性能至关重要。
焊接过程中产生的缺陷或裂纹可能导致焊缝的强度下降，从而影响其疲劳性能。
其次，材料的选择也对焊缝的疲劳性能有一定影响。
不同材料具有不同的强度和韧性，因此其焊接后的疲劳性能也会有所不同。
最后，设计荷载是影响焊缝疲劳性能的重要因素。
合理的设计荷载可以减少焊缝受到的应力，从而延长其使用寿命。
4. 提高焊缝疲劳性能的方法为了提高焊缝的疲劳性能，可以采取一些措施来减少焊缝受到的应力和裂纹的发生。
首先，焊缝的设计要尽量避免应力集中和应力过大的情况。
此外，焊接过程中需要注意消除焊缝内部的缺陷和裂纹，以确保焊缝的质量。
另外，采用更高强度和韧性的材料，也可以提高焊缝的疲劳性能。
5. 结论钢结构施工中的焊缝疲劳性能研究是为了确保钢结构的安全性和可靠性。
研究发现，焊缝的疲劳性能受到焊接质量、材料选择和设计荷载等因素的影响。
采用适当的测试方法和合理的措施，可以提高焊缝的疲劳性能，从而延长结构的使用寿命。
探讨钢结构桥梁的常见病害及防护措施钢结构桥梁是现代交通建设中常见的一种桥梁类型，具有承载能力强、建设周期短、经济高效等优点。
长期使用和自然环境的影响会导致钢结构桥梁出现一些常见的病害。
下面将探讨一些常见的病害及相应的防护措施。
1. 腐蚀：钢结构桥梁的主要病害之一是腐蚀。
腐蚀主要是由于大气中的氧气、水和腐蚀性物质侵入钢结构，导致钢材表面发生氧化反应。
腐蚀会降低钢材的强度和使用寿命，严重的情况下甚至会导致桥梁的倒塌。
防护措施：- 使用耐腐蚀性能好的钢材，如不锈钢等。
- 进行定期的防腐保护，如涂覆防腐涂层。
- 控制大气中的腐蚀性物质，如减少尾气排放、避免污染物直接接触桥梁表面。
- 注意桥梁的排水系统，及时清理积水。
2. 疲劳损伤：疲劳是钢材在交替荷载作用下发生的应力集中和应力腐蚀破坏，是桥梁长期使用后常见的病害之一。
疲劳损伤会导致钢材出现裂纹、变形和断裂等现象，影响桥梁的使用安全。
防护措施：- 进行结构合理设计，避免应力集中。
- 加强桥梁的检测和监测，及时发现潜在的裂纹。
- 加强桥梁的维护保养，及时修复或更换损坏部件。
- 减少车辆荷载，合理控制交通荷载。
3. 钢材锈蚀：长期使用后，钢材表面容易出现锈蚀现象。
钢材锈蚀会导致其机械性能降低、断裂风险增加，从而影响桥梁的安全性能。
防护措施：- 定期清洗桥梁表面，及时清除局部锈蚀。
- 进行表面处理，如喷涂防锈漆。
- 定期检测和修复钢材的锈蚀部位，防止腐蚀继续蔓延。
4. 桥面板腐蚀：钢结构桥梁的桥面板容易受到雨水、化学物质等的影响而发生腐蚀。
桥面板腐蚀会导致桥面安全性能下降、荷载能力降低。
防护措施：- 定期清洁桥面，及时清除污垢和化学物质沉积。
- 进行防腐涂层保护。
- 注意桥梁的排水系统，保证桥面水分排除。
钢结构桥梁常见病害有腐蚀、疲劳损伤、钢材锈蚀和桥面板腐蚀等，为了保证钢结构桥梁的长期安全使用，需要采取相应的防护措施。
这些防护措施包括使用耐腐蚀钢材、进行定期的防腐保护、进行结构合理设计、加强桥梁的检测和监测、减少车辆荷载、加强维护保养、定期清洗桥梁表面等。
钢结构桥梁的疲劳寿命评估与监测研究随着城市化的不断推进和人口流动的增加，钢结构桥梁作为城市基础设施的重要组成部分，承担着极其重要的运输功能。
然而，由于长期使用和恶劣的环境条件，钢结构桥梁存在着疲劳问题，摩擦磨损、应力集中、氧化腐蚀等不良因素都可能导致桥梁结构的断裂。
因此，钢结构桥梁的疲劳寿命评估与监测研究至关重要。
首先，钢结构桥梁的疲劳寿命评估是确保桥梁安全使用的重要措施。
疲劳寿命评估主要通过对桥梁结构的疲劳强度、荷载作用和应力水平进行分析，以确定桥梁的疲劳强度和疲劳寿命。
通过基于现场数据和实际负载监测来估计疲劳裂缝扩展速率和寿命预测模型的建立，可以有效预测桥梁结构的疲劳寿命。
此外，结合疲劳寿命评估结果，还可以制定优化的养护和维修计划，提高桥梁结构的使用寿命和整体可靠性。
其次，钢结构桥梁的疲劳监测研究是及时发现和处理桥梁结构疲劳问题的关键。
通过使用现代监测技术和设备，可以实时获取桥梁结构的运行状况和性能参数。
例如，使用应变传感器、加速度传感器等传感器可以监测桥梁结构的变形和振动情况，从而判断桥梁的健康状况和结构可靠性。
此外，结合无损检测技术，如超声波、红外热成像等，可以发现桥梁结构中的隐患和缺陷，进一步评估桥梁的疲劳状况。
这些监测结果有助于及时采取措施，保护桥梁结构免受疲劳破坏。
在钢结构桥梁疲劳寿命评估与监测研究中，科学的方法和技术应用至关重要。
首先，疲劳试验是评估钢结构桥梁疲劳性能的基础和关键。
通过对不同材料和结构的疲劳试验，可以获取疲劳曲线和疲劳参数，并为疲劳寿命评估提供参考。
其次，数值模拟技术在疲劳寿命评估中得到广泛应用。
通过建立三维有限元模型，考虑桥梁结构的材料性能、外部荷载及环境因素，可以模拟桥梁结构在长期使用过程中的疲劳损伤。
此外，人工智能技术的发展为桥梁疲劳寿命评估和监测提供了新思路。
通过大数据分析和机器学习算法，可以实现对桥梁结构运行数据的智能分析和预警，提高桥梁安全性能。
总之，钢结构桥梁的疲劳寿命评估与监测研究是确保桥梁安全使用的重要环节。
钢结构桥梁焊接节点腐蚀疲劳研究进展卫星1揭志羽2廖晓璇1肖林1强士中1（1．西南交通大学土木工程学院桥梁工程系，成都610031；2．宁波大学建筑工程与环境学院，浙江宁波315211）摘要：为深化对钢桥焊接节点腐蚀疲劳问题的认识，通过对既有研究成果进行梳理，从钢桥腐蚀原因及特点、焊接节点腐蚀疲劳性能影响因素及焊接节点腐蚀预测模型等方面进行了总结，探讨了钢桥焊接节点腐蚀疲劳研究的现状和发展趋势。
针对环境腐蚀下疲劳裂纹萌生机理，重点讨论了点蚀疲劳损伤过程。
基于3种典型的腐蚀疲劳模型（叠加模型，竞争模型和乘积模型），对腐蚀疲劳裂纹扩展机理进行了综述。
对基于S －N 曲线、Miner 线性累积损伤理论和基于断裂力学裂纹扩展速率公式的两种主要的腐蚀疲劳寿命预测方法进行了归纳。
研究结果表明：钢桥焊接节点腐蚀疲劳体现为环境介质和循环应力双重驱动下的裂纹扩展问题，其疲劳破坏模式、疲劳损伤机理、抗疲劳设计等问题更为复杂；钢桥腐蚀疲劳损伤驱动机理、腐蚀疲劳寿命评估方法及适用的疲劳性能强化技术，是钢桥的全寿命周期设计理论的重要基础和钢桥可持续发展亟待解决的重要研究课题。
关键词：钢桥；焊接节点；腐蚀疲劳；损伤机理；综述DOI ：10.13206/j．gjg201901022ＲEVIEW AND CONSIDEＲATIONS ON COＲＲOSION FATIGUE OF WELDED JOINTSOF STEEL BＲIDGEWEI Xing 1JIE Zhiyu 2LIAO Xiaoxuan 1XIAO Lin 1QIANG Shizhong 1（1．Department of Bridge Engineering ，School of Civil Engineering ，Southwest Jiaotong University ，Chengdu 610031，China ；2．Faculty of Architectural ，Civil Engineering and Environment ，Ningbo University ，Ningbo 315211，China ）ABSTＲACT ：As the major factors affecting the durability of steel bridges ，corrosion and fatigue are two types of time-varying damage．In the corrosion process ，the mutual improvement of cycle stress and corrosion accelerates the crack propagation．Under the coupling effect of environmental corrosive medium and cycle stress ，accelerated deterioration of fatigue performance on welding joints of steel bridges is issue of concern．To deepen the understanding of corrosion fatigue on welding joints of steel bridges ，the existing research results were summarized in the paper ，including reasons and characteristics of corrosion on steel bridge ，influencing factors of corrosion fatigue performance on welding joints ，corrosion prediction model of welding joints．The research status and development trend of corrosion fatigue on welding joints of steel bridges were discussed．For the mechanism of fatigue crack in corrosive environment ，pitting fatigue damage process was investigated and the corrosion fatigue crack propagation was reviewed based on three typical corrosion fatigue models （including superposition model ，competition model and multiplicative model ）．Two corrosion fatigue life prediction approaches were generalized ，one is based on S －N curve and Miner linear cumulative damage theory and the other one is based on fracture mechanics crack propagation rate formula．The research results showed that the essence of corrosion fatigue on welding joints of steel bridges was crack propagation driving by environmental medium and cyclic stress ，and failure mode ，damage mechanism ，anti-fatigue design were more complicated．Driving mechanism of corrosion fatigue ，evaluation method of corrosion fatigue life and enhancement technology of fatigue performance are important to support the life cycle design theory ，which will be the key research topics in steel bridge sustainable development．KEY WOＲDS ：steel bridge ；welding joints ；corrosion fatigue ；damage mechanism ；review第一作者：卫星，男，1976年出生，工学博士，教授。
Email ：we_star@swjtu．cn 收稿日期：2018－11－06钢桥焊接节点包含多种缺口效应构造细节，构造处疲劳强度降低较多，是抗疲劳设计的关键部位。
桥梁结构服役期内，由于所处环境复杂、荷载作用不确定、服役时间长，使材料不断劣化，局部损伤演化造成结构劣化。
桥梁所处地理位置千变万化、气候条件复杂，很多桥梁架设在海洋、工业腐蚀、酸雨等环境中，承受载荷并受到SO 2、雨水、盐雾等多种因素的影响，在计入结构缺陷和腐蚀损伤带来的影响后，结构的抗断能力会大幅度降低。
作为钢结构桥梁两类时变损伤，腐蚀与疲劳是影响钢结构桥梁耐久性的主要因素。
腐蚀过程中，交变应力和腐蚀相互促进加速了裂纹的扩展。
环境腐蚀介质与交变应力耦合作用下，钢桥焊接节点的疲劳性能的加速劣化问题值得关注。
实际上在任何介质中腐蚀疲劳均可能出现，即使应力强度因子小于应力腐蚀疲劳裂纹应力强度因子门槛值时，疲劳裂纹仍会扩展，腐蚀疲劳裂纹源有多处。
自1917年首次提出腐蚀疲劳现象以来，国内外学者在腐蚀损伤机理、局部腐蚀规律以及腐蚀疲劳损伤等方面做了许多研究工作，取得了有价值的研究成果，但主要集中在材料、机械及航空等领域，研究重点是材料本身的腐蚀和疲劳。
钢桥焊接节点的腐蚀疲劳行为与腐蚀特征、焊接残余应力、复杂应力场及构造本身引起的应力集中程度等有关，钢桥焊接节点腐蚀疲劳损伤机理的影响因素更复杂。
钢桥腐蚀疲劳研究早期主要集中在无防锈涂层保护的耐候钢桥梁上［1－5］。
20世纪90年代国内外学者对焊接细节腐蚀条件下疲劳性能开展了一些研究［6－8］。
为深化对钢桥焊接节点腐蚀疲劳问题的认识，通过对既有研究成果进行梳理，从钢桥腐蚀原因及特点、焊接节点腐蚀疲劳性能影响因素及焊接节点腐蚀预测模型等方面进行了总结，探讨了钢桥焊接节点腐蚀疲劳研究的现状和发展趋势。
针对环境腐蚀下疲劳裂纹萌生机理，重点讨论了点蚀疲劳损伤过程。
1钢桥腐蚀原因及特点钢桥的腐蚀是指钢材与环境介质之间发生化学或电化学作用从而引起钢材材质变化甚至破坏的过程。
钢桥腐蚀按所处的环境可分为大气腐蚀和海水腐蚀。
大气腐蚀主要是受大气中的水分、氧气和腐蚀介质（包括杂质、尘埃、表面沉积物等）的作用而引起的破坏。
海水腐蚀主要是由于海水中的溶解氧、氯离子和海洋环境生物的作用而导致的破坏。
钢桥中的腐蚀类型可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。
局部腐蚀又包括点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳。
局部腐蚀破坏集中在局部位置，从而引起应力集中，使钢结构更容易产生脆性断裂破坏，甚至引起重大的事故，所以局部腐蚀比全面腐蚀的危害更严重。
桥梁钢结构的易腐蚀部位主要包括桁梁结构、钢箱梁和缆索系统，由于不同桥梁部位的腐蚀条件存在差异，导致腐蚀情况有很大的不同［9］。
1）桁梁结构。
桁梁结构桥面板以上部位的钢腐蚀因素主要是雨水侵蚀和紫外线照射等。
桁梁结构桥面板以下部位的腐蚀主要是由于水蒸气蒸发，在钢结构表面形成水膜，同时还有自由排放的各种污染物和粉尘等作用。
2）钢箱梁。
钢箱梁内部的通风环境很差，由于潮湿气体的聚集引起锈蚀，所以钢箱梁的主要腐蚀类型是大气腐蚀。
3）缆索系统。
主要指悬索桥的主缆和吊索、斜拉桥的拉索以及拱桥的吊杆等，缆索系统的主要腐蚀类型是大气腐蚀。
钢桥所处的环境不同，影响钢桥大气腐蚀的因素一般也不同，主要包括环境因素、材料因素和人为因素。
由于腐蚀影响因素众多，腐蚀过程比较复杂，不同地域可能差别很大，所以应该根据当地的大气腐蚀数据来选择合适的腐蚀预测模型，才能更好地反映实际情况。
根据世界各国关于钢材大气暴露腐蚀试验数据回归分析的结果，认为钢的大气腐蚀深度的发展符合幂函数规律，即：D=At n（1）式中：D为腐蚀深度，mm；t为暴露时间，a；A、n为常数。
