資源描述：
《基于監(jiān)測數據的拱橋吊桿疲勞壽命評估方法及其應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、第30卷增刊防災減災工程學報Vol.30Suppl.2010年9月JournalofDisasterPreventionandMitigationEngineeringSep.2010基于監(jiān)測數據的拱橋吊桿疲勞壽命評估方法及其應用張曉昕,朱賀,劉遙路,李冬生(大連理工大學土木工程學院,遼寧大連116024)摘要:目前拱橋吊桿都是基于恒載及活載靜力強度準則設計的,沒有考慮車輛荷載的動力疲勞安全系數。本文引入概率和統(tǒng)計學的概念與方法,對吊桿疲勞強度進行了可靠性分析與設計,建立了拱橋吊桿基于極限應力模式的疲勞動態(tài)可靠度模型與分析方法。結合實際橋梁監(jiān)測的數據和疲勞模型試驗,給出了拱橋吊桿腐蝕疲勞動
2、態(tài)可靠度的計算步驟,并對實際橋梁的某一根吊桿腐蝕疲勞可靠度進行了評估,評估結果與實際結果基本吻合,證明了此方法適用于拱橋吊桿腐蝕疲勞壽命預測。關鍵詞:損傷拱橋吊桿;疲勞壽命;動態(tài)可靠度;監(jiān)測數據;安全評定中圖分類號:U448.22文獻標識碼:A文章編號:1672-2132(2010)增刊-0314-04率和統(tǒng)計學的概念與方法,對構件疲勞強度進行可0引言靠性分析與設計,有著十分重要的意義。事實上,吊桿疲勞荷載與疲勞抗力都是隨時間變化的,也就是吊桿是拱橋重要的受力構件,由于長期處于惡說,荷載與抗力都是隨機過程,只有采用基于累積損劣的環(huán)境和疲勞受力狀態(tài),其安全與否直接關系到傷模型的動態(tài)疲勞可靠性分
3、析模型來估算吊桿疲勞[1,2]整個橋梁的安全。尤其對大多數平行單吊桿體系壽命,才能真實反映其實際情況。的拱橋來說,一根吊桿斷裂,將可能導致整個橋梁倒為了建立疲勞動態(tài)可靠性分析模型,必須得到塌(譬如四川宜賓小南門大橋),造成嚴重的交通事它的荷載和抗力統(tǒng)計模型。本文通過在吊桿內布設故和人員傷亡,帶來巨大的經濟損失和社會影響。隨智能傳感器,采用實時監(jiān)測的方法進行荷載統(tǒng)計。采著人們生活水平的提高,車流量和行車密度及其載用國內外的吊桿疲勞資料對抗力進行統(tǒng)計分析。然重等不斷增長,將進一步加劇橋梁的老化,縮短其服后,根據荷載和抗力統(tǒng)計分析,提出了吊桿累積損傷役壽命。因此,尋求一種合理的方法進行拱橋吊桿疲模
4、型的動態(tài)疲勞可靠性分析模型。最后,通過一個實[3-5]勞壽命評估,顯得非常必要。正確評估剩余壽命例來驗證本文提出方法的正確性。和剩余安全度,是確保既有橋梁經濟、安全、可靠的理論基礎。為此,許多學者都在這方面做了深入的研1疲勞動態(tài)可靠度分析模型究,提出了許多吊桿疲勞強度和疲勞壽命的估算方法。但是,既有拱橋絕大多數都是基于恒載及活載靜由于目前規(guī)范中吊桿的設計采用的是允許應力力強度準則設計的,沒有考慮車輛荷載的動力疲勞法,可靠度的概念不是十分明確,有關吊桿的抗力、安全系數,沒有也不可能對吊桿服役的承載壽命做恒載效應及活荷載效應統(tǒng)計規(guī)律也不全面。因此,在出評估和預測。很多學者在吊桿疲勞強度分析與設計
5、算當前設計規(guī)范安全系數取值下的吊桿目標可靠計中,用平均值代表材料性能,再附加安全系數來處指標時,采用恒載效應+車輛荷載效應作為主要組理這種不確定性,存在許多不合理之處,因而引入概合。對于拱橋吊桿來講,影響其疲勞強度的主要是應收稿日期:2010-06-28;修回日期:2010-07-10基金項目:國家自然科學基金項目(50808030)、教育部“高等學校博士學科點專項科研基金”新教師課題項目(200801411102)資助作者簡介:張曉昕(1988-),女,本科。主要從事結構健康監(jiān)測方面的研究。Email:758968288@qq.com增刊張曉昕等:基于監(jiān)測數據的拱橋吊桿疲勞壽命評估方法及
6、其應用315力幅,所以,極限狀態(tài)方程疲勞抗力可以用疲勞強度=153MPa。根據Goodmana-m方程,就可以得來描述,而疲勞荷載效應可以用等效應力幅來描述,到平均拉應力m的疲勞應力幅方程:則極限狀態(tài)方程可寫為:ma=351.33(1-)(6)Z(t)=R(t)-e(1)b如果疲勞抗力和荷載效應相互獨立,且服從對數正通過相應的推導,可得到1860級鋼鉸線平均拉應力態(tài)分布,根據疲勞抗力和荷載效應的統(tǒng)計模型,采用為m的S-N曲線:一次二階距法就可以得到吊桿的動態(tài)可靠度指標。b-mlgN=15.21+3.5lg-3.5lg(7)!lg(n)-!lgbRe(t
7、)=(2)22lg(n)+lgRe3隨機荷載效應計算式中!lgR(n)為疲勞強度對數均值;!lg為等效應力幅對數均值;e2由于車輛荷載的隨機性,每天產生的等效應力lg(n)為疲勞強度對數標準差;R2幅不相同,要得到預期使用期內等效應力幅的概率lg為等效應力幅對數標準差。e分布是很困難的。于是采用如下簡化方法來推算等效應力幅的概率分布:把每一年分為4個季度,在每2疲勞抗力統(tǒng)計分析
