高弹模CFRP粘贴法修复钢桥板疲劳裂纹

摘要： 针对钢桥中钢板疲劳裂纹进行了一系列疲劳裂纹修复试验研究，以确定不同修复方法下结构的疲劳性能。高弹模CFRP（碳纤维增强复合材料）修复法是通过粘贴高弹模CFRP布来增大结构刚度，以延长结构疲劳寿命，且碳纤维材料基本不会产生疲劳裂纹，具有较好的抗疲劳效果。采用数值模拟和试验研究相结合的方法，首先对修复钢板的应力分布和特点进行了详细的分析，然后通过3组对比疲劳试验，确定了不同修复方法对损伤钢板疲劳寿命的增强效果。最后利用修复试验值与各国规范规定的S-N曲线进行比较，分析已修复钢板的疲劳性能。研究结果表明：在止裂孔上覆盖粘贴高弹模CFRP布可有效减小孔边应力集中，具有延长结果疲劳寿命的效果，修复后的裂纹钢板的疲劳寿命是仅用止裂孔修复的裂纹钢板疲劳寿命的8倍以上。仅用止裂孔法修复损伤钢板不足以满足各国规范规定的疲劳强度要求，而在止裂孔法上进一步采用高弹模CFRP布修复后的损伤钢板的抗疲劳性能更优，其疲劳强度等级高于美国规范AASHTO中的A类细节等级。

关键词： 钢桥；钢板；高弹模CFRP；疲劳裂纹；修复

Abstract： In order to repair fatigue cracks of steel plates in steel bridges，a series of fatigue crack repair tests of steel plates are carried out to determine the fatigue performance of structures using different repair methods. The high modulus carbon fiber reinforced polymer （CFRP）repair method is to increase the structural stiffness by pasting high modulus CFRP strips，which can also prolong the fatigue life of the structures. Carbon fiber has an excellent anti-fatigue performance，and fatigue cracks will hardly occur. In this paper，the finite element method and experimental research method are combined to analyze the stress distribution and characteristics of the repaired steel plates. Then three sets of comparative fatigue tests are conducted to determine the enhancement effect of different repair methods on fatigue life of the damaged steel plates. Finally，the fatigue performance of the repaired steel plates is compared with the S-N curves of national standards by using the repair test values. The research result shows that covering and pasting the high elastic modulus CFRP strips on the stopping hole can effectively reduce the stress concentration on the hole edge. Comparing with the cracked steel plates strengthened only with stopping hole，the application of CFRP strips can prolong the fatigue life by more than 8 times. The method repairing the damaged steel plates with stopping hole is not enough to meet the fatigue strength requirements of various countries. But the damaged steel plates after further repairing with CFRP strips have better fatigue resistance，and the fatigue strength level is higher than the Category A of AASHTO.

Keywords： steel bridge；steel plate；high elastic modulus CFRP；fatigue crack；repair

钢结构桥梁其因轻质高强、承载能力高等优点而被广泛应用于国内外缆索承重桥梁、大跨度钢箱梁等多种类型的桥梁结构中 ^[1-2] 。然而随着桥梁服役年限的增加，加上设计先天不足、构造细节复杂以及重载和超载车辆增加等不利因素影响，钢桥的疲劳病害问题逐渐显露 ^[3-5] 。随着疲劳裂纹的不断开展，直接导致钢桥面板的寿命和耐久性降低，最终影响桥梁运营的安全性和可靠性，因此解决钢桥疲劳问题势在必行。

钢桥疲劳裂纹修复方法通常有止裂孔法 ^[6] 、焊补法 ^[7] 以及钢板补强法 ^[8] 。传统的钢结构疲劳裂纹修复方法虽然在一定程度上改善了原结构缺陷部位的受力状况，但同时又给结构带来了新的问题。例如采用止裂孔法会对截面产生削弱作用。另外，若无法准确在裂纹尖端定位止裂孔的位置，则裂纹会继续扩展，从而导致止裂孔的作用失效。而采用焊接法在打磨焊缝时耗时较长，施工质量要求高，且容易在焊趾部位引入对抗疲劳性能不利的残余应力。对于钢板补强法，盖板在连接过程中采用焊接连接或螺栓连接总会不可避免地产生新的局部应力集中或新的缺陷，因而容易产生新的疲劳裂纹，并且安装重型钢板或型钢会增加结构的自重，从而降低加固效率。

近些年来，碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer，CFRP）因其强度高、耐腐蚀和补强效果好、施工简便等特点，而成为传统修复方法之外的一个新选择 ^[9-11] 。国内外一些学者对CFRP加固钢结构疲劳裂纹进行了研究。WU等 ^[12] 对超高弹模（460GPa）CFRP加固的裂纹钢板进行了疲劳试验研究，结果表明超高弹模CFRP相较于普通CFRP具有较好的加固效果，且超高弹模CFRP的加固效果接近于预应力CFRP的加固效果。EMDAD等 ^[13] 研究了碳纤维片加固含中央裂纹钢板的疲劳性能，试验结果表明，相较于未加固钢板，采用CFRP板进行加固能将其疲劳寿命提高6.5倍以上，而采用预应力CFRP板进行加固能将疲劳寿命提高10倍以上，因此采用预应力CFRP板加固含中央裂纹的钢板可以显著提高其疲劳寿命。GHAFOORI等 ^[14] 提出采用扁平预应力无黏结加固（flat prestressed unbonded retrofit，FPUR）系统对澳大利亚的一座旧钢桥进行加固，短期和长期的监测结果表明FPUR系统对于改善钢梁疲劳性能非常有效。通常来说，CFRP加固钢桥疲劳裂纹以延长疲劳寿命的机理有两种：减小平均应力——预应力CFRP；增加结构刚度——粘贴CFRP。具体表现为通过对CFRP施加预应力来对钢结构施加预应力，可直接减小平均应力，降低应力比；粘贴CFRP是利用黏结剂将CFRP粘贴到钢结构损伤部位的表面，使一部分荷载通过黏结层传递到CFRP上，降低了结构损伤部位的应力幅。

在实际工程中，例如钢桁梁等钢桥存在许多受拉钢构件。由于结构缺陷和焊接残余应力的影响，钢构件在往复行车荷载下容易产生疲劳裂纹。而钢箱梁横隔板弧形切口最小截面处即使处于受压状态也会产生疲劳裂纹。横隔板弧形切口是由火焰切割而成，容易产生较大的残余应力 ^[15] ，甚至接近于钢材的屈服强度，并且在最小截面处存在显著的应力集中，故此处容易产生疲劳裂纹。现有研究大多针对3mm、6mm、8mm等薄钢板的疲劳裂纹 ^[16-18] ，关于钢桥中厚钢板的疲劳裂纹修复研究较少。为了弥补现有止裂孔方法作为临时止裂措施的不足以及提升构件的剩余疲劳寿命，本文在采用止裂孔加固方法的基础上进一步采用CFRP粘贴修复，实现“止裂孔+CFRP”联合修复机制。本研究首先建立止裂孔修复和CFRP修复有限元模型，分析得到已修复钢板的应力分布特征和止裂机理。其次，在进行疲劳裂纹修复试验之前，先对带缺口的标准钢板试件预制裂纹，再分别对采用不同修复方法处理后的试件进行正式疲劳试验研究，同时设置未修复组进行对照，得出加固试件的破坏形态，进而确定疲劳寿命提升效果。另外，通过研究得到已修复钢板的试验值，并与各国规范规定的相关疲劳等级曲线进行对比分析。

1　钢板修复试验

1.1　试件设计

为了研究钢桥中钢板疲劳裂纹的开展情况以及后续的修复试验，标准钢板试件的厚度取为小跨径钢与组合结构桥梁横隔板或横梁的最小厚度12mm，其平面尺寸需与试验设备MTS 647 Test Frame系统的工作空间相适应，故设计为620mm×230mm的哑铃形板件（中间部分尺寸为380mm×160mm），以使外荷载更加均匀地传递，如图1所示。对于缺口尺寸，借鉴《金属材料 疲劳试验 疲劳裂纹扩展方法》（GB/T 6398—2017） ^[19] 中对缺口尺寸和最小疲劳预制裂纹的要求，取缺口长度为16mm，缺口宽度为6mm。考虑到裂纹均一性及精度控制和实际可操作性等原因，利用数控线切割机床在缺口处加工出长度为14mm左右的裂纹。

图1　标准钢板试件及缺口尺寸（单位：mm）

Fig.1　Standard steel plate specimen and notch size （Unit：mm）

1.2　有限元模型

为获得适用本试件模型的最佳止裂孔孔径，利用ABAQUS软件分别建立止裂孔直径为8mm、10mm、14mm、18mm和22mm的5个钢板有限元模型。试验所用的钢板均为Q345钢材，采用实体C3D8R单元模拟。钢板模型的材料参数根据实际材性试验结果输入，弹性模量为2.105×10 ⁵ MPa，泊松比为0.3。除止裂孔大小外，其余参数均相同，预制裂纹采用Seam模拟，边界条件及荷载如图2所示。整体单元尺寸划分精度为2mm；在关注的缺口处，有限元的网格划分精细到0.5mm。

图2　止裂孔有限元模型

Fig.2　FEM of stop-hole

计算得到5个模型在相同荷载60kN下的钢板最大主应力如图3所示。随着止裂孔孔径的增大，钢板最大主应力降低，但是降低幅度逐渐趋于平缓。止裂孔虽然消除了裂纹尖端的应力集中，但同时也减小了截面面积，因此钻止裂孔时需要选择合适的尺寸。结合分析结果并参考相关文献 ^[20-22] ，最终选用?14止裂孔，该尺寸的止裂孔具有较好的止裂效果，且对截面削弱少。

图3　不同止裂孔直径的钢板最大主应力

Fig.3　Maximum principal stress of steel plate with different diameters of stop-hole

高弹模CFRP布粘贴修复组模型是在止裂孔模型的基础上双面粘贴50mm×250mm的CFRP布，CFRP布采用日本东丽公司生产的UT70-30型碳纤维布，其性能指标如表1所示。结构胶采用悍马公司生产的HM-180C3P碳纤维浸渍胶，其抗拉强度为53.1MPa，抗拉弹性模量为2.49×10 ³ MPa。有限元模型及局部网格如图4所示，其中CFRP布采用Composite Layup创建，层数为10，每层厚度为0.167mm，铺角均为90°。结构胶采用4节点减缩积分四边形壳单元（S4R）模拟，胶层厚度为0.55mm，其他参数均与止裂孔模型一致。

图4　高弹模CFRP布有限元模型

Fig.4　FEM of high elastic modulus CFRP strips

孔径为14mm的止裂孔模型和高弹模CFRP粘贴修复模型在60kN荷载下的钢板最大主应力分布如图5所示。以止裂孔边缘为关注点，单一止裂孔模型的钢板最大主应力为238MPa，而经过高弹模CFRP粘贴修复后，该处最大主应力降至82MPa，相比于单一止裂孔，最大主应力削减了66%，说明粘贴CFRP布可有效减小止裂孔边缘的应力集中，进一步延长裂纹钢板的疲劳寿命。结合图6~7可以看出，钢板截面刚度在缺口裂纹处发生突变，使得胶层荷载应力在此增大，因而使CFRP承担的荷载增加，单层CFRP在裂纹处发生应力集中，应力达到了328.7MPa，由此表明粘贴CFRP布可以提高结构刚度，以有效降低损伤截面的部分荷载，从而延长损伤钢板的疲劳寿命。

图5　两种修复方法下钢板的主应力分布（单位：MPa）

Fig.5　Principal stress distribution of steel plate under two repair methods（Unit：MPa）

图6　高弹模CFRP粘贴修复模型胶层应力（单位：MPa）

Fig.6　Adhesive layer stress of high elastic modulus CFRP paste repair model （Unit：MPa）

图7　单层CFRP主拉应力分布（单位：MPa）

Fig.7　Principal tensile stress distribution of single layer CFRP（Unit：MPa）

1.3　修复方法

预制裂纹后，对钢板分别采用止裂孔法、高弹模CFRP布粘贴加固止裂孔法进行修复。止裂孔修复组是以预制裂纹尖端为圆心打孔止裂，孔径为?14mm，如图8所示。高弹模CFRP布粘贴加固止裂孔法同样先在裂纹尖端处钻一个直径为14mm的止裂孔，然后再双面各粘贴10层尺寸为50mm×250mm的CFRP布，且纤维排布仅保留90°（竖直方向）。修复流程如图9所示，打磨之后需再用细砂纸增加表面粗糙度，其中刮板需反复碾压以使CFRP布平直、延展、无气泡，并使结构胶充分渗透。

图8　止裂孔修复组

Fig.8　Crack stop repair group

图9　高弹模CFRP布修复流程

Fig.9　Repair processes of high elastic modulus CFRP strips

2　钢板疲劳试验

2.1　加载方案

试验共采用9块标准钢板试件，在预制裂纹后将其分为未修复组（组别1）、止裂孔修复组（组别2）及高弹模CFRP修复组（组别3），每组3块试件。试件采用中点对称加载，静载及动载试验加载装置均采用位于苏交科结构实验室的MTS 647 Test Frame系统，上下夹具的夹持区域为100mm×126mm，下端固定，上端作动器施加荷载。具体的试验装置如图10所示。

图10　疲劳试验装置

Fig.10　Fatigue test setup

在进行正式疲劳试验之前首先对试件进行10~60kN梯级预加载，以确定应变片正常工作并验证有限元计算结果的可靠性。正式疲劳阶段采用常幅加载，疲劳荷载为正弦波，荷载频率为10Hz，应力比为0.1。结合静载试验和有限元分析结果，为提高试验加载效率，故试验设计的荷载幅较大。试验详细设计如表2所示，试件编号中的第1个数字表示组别，第2个数字表示同一组别的不同试件。

2.2　测点布置

由于试件采用预制裂纹，在单向拉伸荷载作用下可预测裂纹扩展的大致方向。因此在钢板两侧裂纹扩展方向上布置应变花与应变片。未修复组（组别1）和止裂孔修复组（组别2）的测点布置如图11a）~b）所示，其中组别1和组别2均以距试件边缘45mm应变花所测应力幅发生明显变化或尖端应变片破坏（二者基本同步）为疲劳失效标准，而组别3由于CFRP修复区域影响，去掉了应变花，仅保留分别距离钢板边缘60mm和90mm的应变片。高弹模CFRP修复组的实际测点布置如图11c）所示。

图11　正式疲劳试验阶段测点布置（单位：mm）

Fig.11　Layout of measuring points in the formal fatigue test phase（Unit：mm）

3　试验结果和分析

3.1　静载试验结果

限于篇幅，图12列举了3个组别在静载作用下的典型荷载-应力关系。鉴于试验时试件处于单向拉伸状态，因此此处仅进行竖向应力数值模拟结果和试验结果的对比。加载过程中试件处于线弹性阶段，根据胡克定律计算得到其实测应力。由于试验过程中加载位置、试件制作和应变片粘贴位置的误差，钢板两侧应变片所测得的数值会略有不同，因此选择测量平均值作为试验结果的分析对象。通过应变片实测应力与有限元计算结果的对比分析可以发现，总体上有限元模型的计算结果与实测结果吻合较好，说明有限元模型能正确模拟试件的应力分布。

图12　试验值与有限元计算值对比曲线

Fig.12　Comparison curves of experimental values and FE calculated values

3.2　动载试验结果

试件1-1、1-2和1-3的疲劳源均位于预制裂纹尖端，疲劳试验过程中裂纹逐步向中间扩展，如图13所示。试件2-1、2-2和2-3的疲劳源则位于存在应力集中的止裂孔最小截面处边缘，与前述有限元分析结果一致，其破坏形态如图14所示。高弹模CFRP修复组在加载初期，CFRP布能够与钢板共同受力，但经历一定循环次数后均出现了CFRP布端部脱胶现象，继而高弹模CFRP修复机制退化成止裂孔修复机制，因此试件3-1、3-2和3-3的疲劳裂纹亦萌生于止裂孔最小截面处，如图15所示。但是试验过程中发现试件3-2、3-3在较大动载开始作用后不久便出现了界面脱胶现象（图16），CFRP布与钢板间相对错动明显，说明CFRP修复组在早期发生脱胶失效，同时其疲劳寿命未达预期，实际修复中应避免此种情况的发生。而试件3-1达到了预期效果，在经过多次荷载循环后CFRP布的最终失效模式与试件3-2、3-3的CFRP布最终失效模式相同。

图13　未修复组（组别1）疲劳破坏形态

Fig.13　Fatigue failure modes of non-repair group （group 1）

图14　止裂孔修复组（组别2）疲劳破坏形态

Fig.14　Fatigue failure modes of stop-hole repair group （group 2）

图15　高弹模CFRP修复组（组别3）疲劳破坏形态

Fig.15　Fatigue failure modes of high elastic modulus CFRP repair group （group 3）

图16　CFRP端部与钢板脱胶

Fig.16　Debonding between CFRP end and steel plate

将试件从预制裂纹长度发生再次扩展所经历的荷载循环次数定义为裂纹再扩展寿命。表3给出了试件疲劳裂纹再扩展寿命的试验结果。由表3结果可知，止裂孔修复能延长疲劳裂纹再扩展寿命20倍以上；经高弹模CFRP布修复后的试件疲劳裂纹再扩展寿命是仅用止裂孔修复的试件疲劳裂纹再扩展寿命的8倍以上，而CFRP布早期脱胶失效的试件的疲劳裂纹再扩展寿命明显下降，是仅用止裂孔修复的试件疲劳裂纹再扩展寿命的1.8倍，实际修复中可以通过保证一定的粘贴长度和设置端部锚固来避免此种情况的发生。因此，对于带裂纹钢板，可先在裂纹尖端钻止裂孔，由此消除裂纹尖端，而后粘贴CFRP布覆盖止裂孔以减小止裂孔边缘应力集中，从而使疲劳裂纹再扩展寿命增加，延长结构服役年限。

图17比较了荷载幅为150kN下3个试件的裂纹扩展情况。为了便于描述裂纹扩展行为，无修复组的初始裂纹长度设定为30mm（含缺口部分），止裂孔修复组的初始裂纹长度设定为37mm（含止裂孔半径长），其中CFRP修复组由于粘贴了CFRP布，因此所布置的测点较少。以应变片数值发生突变并配合肉眼观察，分别统计各试件裂纹再次扩展至45mm、60mm和90mm这3个阶段的循环次数。由图17可知，在相同荷载幅情况下，CFRP修复组的疲劳寿命远大于其他两组的疲劳寿命。在裂纹发生再扩展后，无修复组和止裂孔修复组的裂纹扩展速率相当，其第3阶段裂纹扩展速率均略大于CFRP修复组的第3阶段裂纹扩展速率。

图17　裂纹扩展曲线

Fig.17　Crack propagation curves

4　已修复钢板疲劳性能分析

本节取疲劳修复试验结果和各国规范规定的相关疲劳等级曲线 ^[23-27] 进行对比分析，如图18所示。图中各国规范相关曲线对应为轧制基材或边缘有浅痕的切割材料，其疲劳寿命接近基材或略低于基材，处于很高的水平。以测点应力发生变化为疲劳失效判据时，单一止裂孔修复组的疲劳强度等级低于各国规范的要求，说明仅用止裂孔修复并不能长期有效提高疲劳寿命，只能作为一种临时止裂措施。而高弹模CFRP布修复组的试验值在未发生早期脱胶之前高于美国AASHTO规范中的疲劳等级A曲线，表明在止裂孔上粘贴高弹模CFRP布的方法使钢板具有优异的抗疲劳性能。而试件3-2和3-3因发生CFRP早期脱胶破坏，其疲劳强度等级均低于各国规范规定的等级曲线，但仍略高于止裂孔修复组的试验值，进一步说明高弹模CFRP修复组的抗疲劳性能均远优于止裂孔修复组的抗疲劳性能。

图18　疲劳修复试验结果与S-N曲线

Fig.18　Fatigue repair test results and S-N curves

5　结  论

通过有限元分析和钢板疲劳裂纹修复试验，对修复钢板的应力分布和不同修复方法下的结构疲劳性能进行了研究，可以得出以下主要结论：

（1）有限元分析结果表明，损伤钢板的主应力随着止裂孔孔径的增大而减小，综合考虑止裂作用和削弱作用的平衡，针对本试验试件可优先选用?14mm止裂孔。在止裂孔上进一步粘贴10层50mm×250mm的CFRP布可有效减小止裂孔边缘应力集中。

（2）有限元模拟的计算结果与静载实测结果吻合较好，表明有限元模型能正确模拟试件的应力分布。未修复组（组别1）的疲劳裂纹均产生于预制裂纹尖端，而止裂孔修复组（组别2）和高弹模CFRP修复组（组别3）的疲劳裂纹均产生于止裂孔最小截面处。由疲劳试验结果可知，止裂孔修复能延长结构疲劳寿命20倍以上；高弹模CFRP布修复后的结构疲劳寿命是仅用止裂孔修复的结构疲劳寿命的8倍以上，但CFRP布早期失效的试件的疲劳寿命明显下降，是仅用止裂孔修复的结构疲劳寿命的1.8倍，实际修复中应避免此种情况的发生。裂纹扩展曲线表明，修复组构件的裂纹扩展速率与无修复组的裂纹扩展速率相当。

（3）由各国规范规定的S-N曲线与修复组试验值的对比可知，仅用止裂孔修复组虽然能延长结构的疲劳寿命，但不满足各国规范的疲劳强度要求，故可将其作为一种临时止裂措施。采用高弹模CFRP修复对裂纹再扩展寿命具有很好的增强效果，其抗疲劳性能优于止裂孔修复组的抗疲劳性能。

参考文献:

[1]苏权科,谢红兵.港珠澳大桥钢结构桥梁建设综述[J].中国公路学报,2016,29(12):1-9.DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2016.12.001.SU Quanke,XIE Hongbing.Summary of steel bridge construction of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge[J].China Journal of Highway and Transport,2016,29(12):1-9.DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2016.12.001.(in Chinese)

[2]杨仕力,施洲.我国大跨径钢箱梁桥正交异性板疲劳损伤研究现状[J].桥梁建设,2017,47(4):60-65.DOI:10.3969/j.issn.1003-4722.2017.04.011.YANG Shili,SHI Zhou.Current research of fatigue damage in orthotropic deck plates of long span steel box girder bridges in China[J].Bridge Construction,2017,47(4):60-65.DOI:10.3969/j.issn.1003-4722.2017.04.011.(in Chinese)

[3]张清华,卜一之,李乔.正交异性钢桥面板疲劳问题的研究进展[J].中国公路学报,2017,30(3):14-30,39.DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2017.03.002.ZHANG Qinghua,BU Yizhi,LI Qiao.Review on fatigue problems of orthotropic steel bridge deck[J].China Journal of Highway and Transport,2017,30(3):14-30,39.DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2017.03.002.(in Chinese)

[4]CONNOR R J ,FISHER J W.Identifying effective and ineffective retrofits for distortion fatigue cracking in steel bridges using field instrumentation[J].Journal of Bridge Engineering,2006,11(6):745-752.DOI:10.1061/(ASCE)1084-0702(2006)11:6(745).

[5]ALENCAR G,JESUS A M P D,SILVA J G S D,et al.Fatigue cracking of welded railway bridges:a review[J].Engineering Failure Analysis,2019,104:154-176.DOI:10.1016/j.engfailanal.2019.05.037.

[6]FU Z Q,JI B H,XIE S H,et al.Crack stop holes in steel bridge decks:drilling method and effects[J].Journal of Central South University,2017,24(10):2372-2381.DOI:10.1007/s11771-017-3649-8.

[7]PARK H C ,LEE C H ,CHANG K H .Strengthening a damaged steel girder bridge by the replacement repair welding[J].KSCE Journal of Civil Engineering,2012,16(7):1243-1249.DOI:10.1007/s12205-012-1570-0.

[8]李传习,李游,陈卓异,等.钢箱梁横隔板疲劳开裂原因及补强细节研究[J].中国公路学报,2017,30(3):121-131.DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2017.03.013.LI Chuanxi,LI You,CHEN Zhuoyi,et al.Fatigue cracking reason and detail dimension of reinforcement about transverse diaphragm of steel box girder[J].China Journal of Highway and Transport,2017,30(3):121-131.DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2017.03.013.(in Chinese)

[9]SEN R,LIBY L,MULLINS G.Strengthening steel bridge section using CFRP laminates[J].Composites Part B:Engineering,2001,32(4):309-322.DOI:10.1016/S1359-8368(01)00006-3.

[10]ZHAO X L,ZHANG L.State-of-art review on FRP strengthened steel structures[J].Engineering Structures,2007,29(8):1808-1823.DOI:10.1016/j.engstruct.2006.10.006.

[11]郑云,叶列平,岳清瑞.FRP加固钢结构的研究进展[J].工业建筑,2005,35(8):20-25,34.DOI:10.13204/j.gyjz2005.08.005.ZHENG Yun,YE Lieping,YUE Qingrui.Progress in research on steel structures strengthened with FRP[J].Industrial Construction,2005,35(8):20-25,34.DOI:10.13204/j.gyjz2005.08.005.(in Chinese)

[12]WU C,ZHAO X L,AL-MAHAIDI R,et al.Fatigue tests of cracked steel plates strengthened with UHM CFRP plates[J].Advances in Structural Engineering,2012,15(10):1801-1816.DOI:10.1260/1369-4332.15.10.1801.

[13]EMDAD R,AL-MAHAIDI R.Effect of prestressed CFRP patches on crack growth of centre-notched steel plates[J].Composite Structures,2015,123:109-122.DOI:10.1016/j.compstruct.2014.12.007.

[14]GHAFOORI E,HOSSEINI A,AL-MAHAIDI R,et al.Prestressed CFRP-strengthening and long-term wireless monitoring of an old roadway metallic bridge[J].Engineering Structures,2018,176:585-605.DOI:10.1016/j.engstruct. 2018.09.042.

[15]黄炎,李健朋,吴其.正交异性钢桥面横隔板弧形切口焊接残余应力分析[J].焊接学报,2019,40(8):131-137,149.DOI:10.12073/j.hjxb.2019400221.HUANG Yan,LI Jianpeng,WU Qi.Analysis on welding residual stress of arc notch of diaphragm on orthotropic steel deck[J].Transactions of the China Welding Institution,2019,40(8):131-137,149.DOI:10.12073/j.hjxb.2019400221.(in Chinese)

[16]伍希志,程军圣,杨宇,等.CFRP加固裂纹钢板的疲劳寿命及加固参数研究[J].华南理工大学学报(自然科学版),2016,44(4):143-148.DOI:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.04.021.WU Xizhi,CHENG Junsheng,YANG Yu,et al.Investigation into fatigue lifetime and reinforcement parameters of cracked steel plate strengthened by CFRP[J].Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition),2016,44(4):143-148.DOI:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.04.021.(in Chinese)

[17]刘若愚,陈涛,姚嘉旭.碳纤维增强复材补强含中心裂纹及缺陷孔钢板的疲劳性能研究[J].工业建筑,2019,49(9):167-172.DOI:10.13204/j.gyjz2019109029.LIU Ruoyu,CHEN Tao,YAO Jiaxu.Fatigue behavior of steel plates with a central crack and defect holes repaired by CFRP[J].Industrial Construction,2019,49(9):167-172.DOI:10.13204/j.gyjz2019109029.(in Chinese)

[18]WANG Z Y, WANG Q Y, LI L H, et al. Fatigue behaviour of CFRP strengthened open-hole steel plates[J].Thin-Walled Structures,2017,115:176-187.DOI:10.1016/j.tws.2017.02.015.

[19]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.金属材料 疲劳试验 疲劳裂纹扩展方法:GB/T 6398—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantine of the People's Republic of China.Metallic Materials—Fatigue Testing—Fatigue Crack Growth Method:GB/T 6398—2017[S].Beijing:China Standards Press,2017.(in Chinese)

[20]姚悦,傅中秋,王益逊,等.弯曲荷载作用下平板贯穿裂纹钻孔止裂试验研究[J].建筑钢结构进展,2019,21(4):54-60.DOI:10.13969/j.cnki.cn31-1893.2019.04.007.YAO Yue,FU Zhongqiu,WANG Yixun,et al.Experimental study of stop-hole drilling on through-wall crack of plate under bending load[J].Progress in Steel Building Structures,2019,21(4):54-60.DOI:10.13969/j.cnki.cn31-1893.2019.04.007.(in Chinese)

[21]何云树,陈立军,杜洪增.止裂孔尺寸对止裂效果影响的研究[J].中国民航学院学报,2004,22(3):29-31.HE Yunshu,CHEN Lijun,DU Hongzeng.Effectiveness varying in dimension of crack-stopping holes[J].Journal of Civil Aviation University of China,2004,22(3):29-31.(in Chinese)

[22]郭阿明,王力忠,田秋月.疲劳裂纹钻孔止裂技术研究[J].四川建筑科学研究,2008,34(4):107-109.DOI: 10.3969/j.issn.1008-1933.2008.04.027.GUO Aming,WANG Lizhong,TIAN Qiuyue.Study on fatigue repair with stop hole techniques[J].Sichuan Building Science,2008,34(4):107-109.DOI: 10.3969/j.issn.1008-1933.2008.04.027.(in Chinese)

[23]European Committee for Standardization.Eurocode 3:Design of Steel Structures—Part1-9:Fatigue:EN 1993-1-9[S].Brussels:European Committee for Standardization,2005.

[24]American Association of State Highway and Transportation Officials.AASHTO LRFD Bridge Design Specifications[S].4th ed.Washington,D.C.:American Association of State Highway and Transportation Officials,2007.

[25]British Standards Institution.Steel,Concrete and Composite Bridges—Part 10:Code of Practice for Fatigue:BS 5400[S].London:British Standards Institution,1980.

[26]日本道路协会.钢道路桥疲劳设计指针[S].[出版地不详]:日本道路协会,2007.Japan Road Association.Fatigue Design Guide for Steel Road Bridges[S].[S.l.]:Japan Road Association,2007.(in Chinese)

[27]中华人民共和国交通运输部.公路钢结构桥梁设计规范:JTG D64—2015[S].北京:人民交通出版社,2015.

Ministry of Transport of the People's Republic of China.Specification for Design of Highway Steel Bridge:JTG D64—2015[S].Beijing:China Communication Press,2015.