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约翰·费什尔

钢结构专家、ATLSS大型结构研究中心名誉教授

中国有句古话‘千里之堤,溃于蚁穴’,筑堤也好,架桥也好,一定不能忽视小问题。我们设计桥梁,多少生命都交付我们为之负责,因此,就算是芝麻粒的小问题,我们也要严谨对待,直至把问题解决。中国地大物博,处处都在兴建桥梁,不管大桥小桥,倒塌都会造成重大伤亡和损失,我们要做的就是在设计时杜绝安全隐患,千万不要让自以为微不足道的小细节,毁了整座桥。  

25年前,也就是1985年,费什尔先生曾来过中国进行过钢结构疲劳问题的讲座。25年后,费什尔先生来到重庆,继续就钢桥的疲劳和断裂设计与中国同行们进行交流。钢桥的疲劳是指在最大值低于材料静屈服强度的重复或波动张力作用下形成的渐进、局部和永久性的结构损伤。在恒载(比如静载)的作用下,疲劳开裂不会发生,但在微压应力下有可能发生,不过不会在压应力下扩展。应力变化的幅度或应力幅对疲劳最重要。  

钢桥疲劳的种类,分为机械疲劳,即由外加荷载引起的应力浮动和腐蚀疲劳,即在外在浮动应力作用的同时还受到化学侵蚀或脆化的作用,只在高强钢丝和高强钢上能够观察到。  

断裂是撕裂的过程并产生新的表面,断裂引发于某种缺陷(材料的或设计的),当缺陷达到一个临界值时,断裂就会发生。  

在抗疲劳与断裂设计时,桥梁应重复经受由车载引起的应力周期,钢桥构建和焊接接头能够在重复应力作用下产生疲劳裂纹。如果不及时发现,疲劳裂纹的扩展能够导致不稳定的断裂以致灾难性的倒塌。  

费什尔博士在谈到超载超限问题时,他表示,在美国,也有超载问题。可能没有中国那么严重,但也存在。而相关部门治理超载、防止桥梁受损的办法是对车辆除了有总重的限制外,对轴重也会有限制。美国车辆的轴重限量为22吨。车辆总重会对桥的总体造成疲劳损害,而轴重则会对桥梁的某些部分造成疲劳,因此,对轴重的限制也是很必要的,或许中国相关部门可以出台这样的政策对超载车辆进行更细致的管理。  

专家简介  

约翰·费什尔博士担任美国里海大学土木工程系教授40余年,并曾任A T L S S大型结构研究中心主任17年。现任A T L S S大型结构研究中心名誉教授,活跃于学术科研和工程咨询第一线。费什尔教授是世界著名的钢结构专家,尤其在钢结构疲劳与断裂、连接节点及其他钢结构研究领域有很高的造诣和建树。他是钢结构疲劳和断裂实用理论及美国AASHTO桥梁规范疲劳设计一整套体系的主要奠基人。费什尔是美国工程院院士,一生获奖无数,其中包括美国土木工程学会(AS CE),美国交通研究委员会(T R B)都为其颁过奖,他还获得工程新闻记录(E N R)杂志“年度杰出人物”奖。费什尔著有众多书籍,研究报告及论文。他所著的“钢桥中的疲劳与断裂——案例研究”一书在世界范围内被广泛应用。

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