钢轨角焊缝的布置选项
间歇性角焊缝连接有两种类型。 如下图所示[2] 。
焊缝截面可以布置在相对的两侧或交错布置。 这种布置方式不利于设计,因为只有一个焊缝可以传递水平荷载。 上图中未显示的第三种选择当然是沿整个钢轨长度的连续角焊缝。
有效荷载长度
为了确定相应的焊缝应力,需要计算有效荷载长度。 EN 1993-6 对三种选项进行了区分,并在表 5.1 中提供了计算 leff的相应公式。
在这种情况下,leff是指上翼缘的下面。 但是在焊缝设计中以上翼缘的上表面为准。 因此leff减去双翼缘厚度tf 。
承载能力极限状态验算
钢轨焊缝应力按照 [2] 中指定的方向法计算。 在这种情况下,应力是指角焊缝的二等分面。 根据 [2] 中 (NA) 4.5.2 章,焊缝必须保持最小结构厚度。 该规范要求焊缝的最小厚度至少为 3 mm,或者应用下面的公式:
根据 EN 1993-6,在承载能力极限状态下没有考虑 1/4 轨头宽度的偏心轮荷载。 因此总是按轮荷载进行验算。
工况 1: 连续钢轨焊缝
对于间断的钢轨角焊缝,检查焊缝长度 lw是否小于计算的荷载长度 leff 。 通常,设计取两个值中的最小值。
工况 2: 相对两侧的间歇钢轨焊缝
案例3: 交错间歇式钢轨焊缝
因为在焊缝交错布置的情况下水平荷载只施加在焊缝截面上,所以HEd的除数2 被省略。