结构细节疲劳应力循环的提取是车载作用下钢桥面板疲劳可靠度分析的一个重要步骤。下面将对疲劳应力提取常用方法——雨流计数法进行讨论。雨流计数法又称为塔顶法，是最早由美国的Matsuishi和Endo［15］两位工程师提出的主要应用于工程结构疲劳应力循环提取的方法。图8.3给出了采用雨流计数法基本原理得出的应力循环为1-4-7，2-3-2′和5-6-5′。......
2023-09-19
桥梁焊接疲劳评估的可靠分析
【摘要】：在车辆与环境荷载的反复作用下，钢箱梁桥焊接细节产生疲劳损伤，当疲劳累积损伤超过疲劳抗力后将发生脆断破坏，甚至导致全桥垮塌。车辆荷载和结构疲劳抗力的随机性致使车载下钢箱梁疲劳失效为概率事件，基于可靠度评估车载下钢箱梁桥梁焊接细节的疲劳安全水平具有重要意义。为了基于实测车流数据评估钢箱梁焊接细节疲劳可靠度，本章提出随机车流模型代替典型疲劳车辆模型的疲劳应力概率分析方法。
在车辆与环境荷载的反复作用下，钢箱梁桥焊接细节产生疲劳损伤，当疲劳累积损伤超过疲劳抗力后将发生脆断破坏，甚至导致全桥垮塌。车辆荷载和结构疲劳抗力的随机性致使车载下钢箱梁疲劳失效为概率事件，基于可靠度评估车载下钢箱梁桥梁焊接细节的疲劳安全水平具有重要意义。诸多学者采用数值模拟、模型试验和现场测试等方法对钢箱梁细节疲劳失效模式、疲劳损伤演化机理及疲劳可靠度等方面做了深入的研究［1，2］。车载下钢桥疲劳性能的研究的基础是获取疲劳应力谱，其方法主要有基于有限元的数值模拟方法（FEM）［3］和基于长期健康监测的状态评估方法（SHM）［4］。SHM方法的评估结果具有精确性和可靠性，而FEM方法则需建立在精确的车辆和桥梁细节有限元模型基础之上。在实测车流数据基础上，采用FEM方法对桥梁疲劳安全评估具有广泛的适用性。陈志为［5］基于SHM系统分析了多荷载下青马大桥的疲劳可靠度。Zhang等［6］基于FEM研究了考虑车辆和风耦合作用下的大跨斜拉桥正交异性桥面板的疲劳可靠度。Guo等［7］将健康监测系统（SHM）采集的车辆数据加载到润扬长江大桥进行随机有限元分析，认为基于FEM与SHM实测应力分析的可靠度结果一致。上述研究为基于FEM的疲劳概率模型奠定了基础。既有针对钢桥面板的疲劳应力的研究，主要集中在室内的疲劳荷载试验和基于大跨桥梁健康监测系统的疲劳应力分析方面。在数值模拟分析方面，一般采用典型疲劳车辆获取疲劳效应，确定性的车辆模型难以建立精确的疲劳应力概率模型。
为了基于实测车流数据评估钢箱梁焊接细节疲劳可靠度，本章提出随机车流模型代替典型疲劳车辆模型的疲劳应力概率分析方法。针对随机车流在钢箱梁有限元模型分析中耗时过长问题，提出了一种有限元模型替代方法。基于某高速公路桥梁的WIM（动态称重）系统建立随机车流模型，进行随机车流下钢箱梁顶板-U肋细节疲劳应力概率分析，评估对不同车道位置的疲劳可靠度，分析了车流参数对疲劳可靠度的影响。分析框架如图9.1所示。
有关桥梁可靠度分析方法与应用的文章
- 详细阅读
-
桥梁可靠度分析方法与应用中的疲劳功能函数分析详细阅读
Righiniotis等［11］建立了考虑交通量增长的细节疲劳裂纹扩展的可靠度模型，分析了应力幅值和应力循环次数对疲劳可靠度的影响规律。式（9.7）所示疲劳功能函数的随机变量X与4个参数有关，再加上临界疲劳损伤Δ的随机性，该功能函数中共有5个随机变量，其中，Sdeq和Nd的概率分布是钢桥面板细节疲劳可靠度的重点研究内容。......
2023-09-19
-
桥梁可靠度分析方法-桥梁可靠度分析方法与应用详细阅读
静定桁架就属于这种结构体系，单元逻辑图如图4.2所示。因尔，从体系可靠度的角度来看，实际的桥梁应尽量避免做成静定结构，条件允许时，应做成具有适当冗余度的超静定结构。超静定结构就是具有这种特性的结构体系。......
2023-09-19
-
钢箱梁细节疲劳寿命分析：《桥梁可靠度分析方法详细阅读
目标可靠指标下悬索桥钢箱梁细节疲劳寿命的研究结果表明，随着交通量和车重线性增长系数的增加，目标可靠指标下顶板-U肋细节的疲劳寿命逐渐降低。在运营期，应通过对车流量的监测数据定期更新车流量统计数据库，并建立预测车流量模型，才能对悬索桥钢箱梁细节疲劳可靠度做出准确的评估。当交通量增长系数或车重增长系数超出既定范围时，应对交通量进行管制，或对钢箱梁进行检测加固，以确保悬索桥钢箱梁细节疲劳可靠度水平。......
2023-09-19
-
桥梁可靠度分析：失效概率与可靠性详细阅读
工程结构可靠度是指在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。结构的失效概率是指结构不能完成预定功能的概率，用Pf表示。结构可靠度分析的依据就是根据结构的极限状态计算结构的失效状态的概率。假定式所述两个随机变量的均值和标准差分别为μR、μS和σR、σS，且随机变量均服从正态分布，由此可以获取Z的概率密度函数。......
2023-09-19
-
桥梁动力可靠度评估方法详细阅读
Chen等［22］提出了基于概率密度演化方法的动力可靠度评估方法，并应用于结构的非线性振动领域。综上所述，桥梁动力可靠度评估方面的研究多集中于地震荷载作用，而车辆荷载特别是汽车荷载作用下桥梁结构的动力可靠度的研究较少。......
2023-09-19
-
钢箱梁细节疲劳应力的概率模型-桥梁可靠度分析详细阅读
车载下钢桥面板细节疲劳损伤与等效应力幅值和相应的日循环次数有关，前者与车型和轴重有关，而与车速和车距的影响不大；后者与车辆的日通行量有关。本节采用高斯混合模型对细节疲劳应力幅和循环次数的概率分布进行拟合，如图8.27～8.30给出了高斯混合模型的拟合结果。由此可知，高斯混合模型能够较好地模拟随机车流作用下疲劳荷载效应的概率分布特征。......
2023-09-19
-
桥梁可靠度分析与应用详细阅读
BS5400规范［4］将常幅疲劳极限ΔσL定义为当循环次数N＝107时对应的容许应力幅值。BS5400规范对不同细节S-N曲线参数规定如表8.1所示。表8.1BS5400规范对疲劳细节S-N曲线参数表8.2BS5400规范的部分疲劳细节分类BS5400规范的特点是规定了常幅疲劳极限，并且基于概率水平给出了结构构造细节在5种失效概率下的S-N曲线。......
2023-09-19
相关推荐