基于缺口应力法与非线性损伤模型的钢桥疲劳可靠度评估

作     者：徐岳 王树东 梁鹏 贺敏 赵玄 赵云鹏 XU Yue;WANG Shudong;LIANG Peng;HE Min;ZHAO Xuan;ZHAO Yunpeng

作者机构：长安大学公路学院陕西西安710064 桥梁结构安全技术国家工程实验室(长安大学基地)陕西西安710064 

出 版 物：《公路工程》 (Highway Engineering)

年 卷 期：2021年第46卷第3期

页      面：1-11,25页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51878059) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(300102218403) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(300102219202) 

主　　题：缺口应力法 虚拟缺口半径法 非线性损伤模型 疲劳可靠度评估 正交异性钢桥面板 JC法 蒙特卡洛法 

摘      要：为解决钢桥疲劳评估方法中存在的适用性与准确性问题,从提高应力数据与损伤模型准确性角度,将缺口应力法与非线性损伤模型相结合,提出基于缺口应力法与非线性损伤模型的钢桥疲劳评估可靠度方法。首先,提出建立钢箱梁整体与局部有限元模型的子模型方法,借助虚拟缺口半径法,计算符合实际边界条件的疲劳缺口系数。其次,引入非线性损伤模型,并考虑线性损伤模型中的Miner临界累积损伤指数与误差因子的作用,推导修正的非线性损伤极限状态方程。然后,为准确获得极限状态方程中的参数分布,以小时为单位,对疲劳损伤进行拟合。最后,以某悬索桥长期健康监测数据为依托,对非线性损伤可靠度指标进行分析,结果表明:各小时线性损伤服从对数正态分布,桥梁在100 a的线性与非线性损伤的可靠度指标分别为1.5961与1.0893,低于允许值1.6449,需要维修加固;相比于线性损伤模型,非线性损伤模型的结果将更加保守。