基于现场监测数据,针对钢桥面板疲劳裂纹开展了气动冲击修复效果研究.采用张拉型及环状应变片,监测气动冲击修复前后疲劳裂纹尖端及附近区域应变场特征.通过雨流计数法,分析了裂纹尖端疲劳应力幅变化规律.结果表明本测点疲劳裂纹张拉和剪切应力均具有较大水平,是典型的I-II复合型疲劳裂纹,呈现为张开—闭合—剪切的三阶段扩展模式.气动冲击修复技术可以大幅降低裂纹尖端的张拉和剪切应力,减少高应力幅循环次数,有效约束复合型疲劳裂纹扩展.

为分析气动冲击技术对长裂纹的修复效果,选取了三个裂纹长度均为100 mm以上的顶板与U肋试件,开展了气动冲击修复试验及修复后疲劳加载,并分析了微观结构变化、裂纹断面、裂纹扩展速率、应力幅等。同时,建立了相关有限元模型,基于分析结果提出了部分关键的技术参数。研究表明,由于锤击后的应力重分布,在锤击区域的两侧会产生新的疲劳源区,但具有长裂纹试件的疲劳寿命依然得到了显著的提高。气动冲击可产生可观的残余压应力,为取得最佳效果,气动冲击角度建议为70°。裂纹闭合后焊根应力呈不均匀分布,最佳的闭合深度为4 mm。在裂纹闭合深度影响的试验研究中,建议采用三点外推得到的热点应力作为评判指标。