隨機(jī)交通荷載下正交異性鋼橋面板疲勞可靠度評(píng)估.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，為了滿足大跨的需要，懸索橋和斜拉橋被越來(lái)越多的建造和修建。由于自身的材料和力學(xué)特性，正交異性鋼橋面板被廣泛用于大跨橋梁的鋼箱梁建造中。然而，橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)不可避免地經(jīng)受動(dòng)力荷載，這會(huì)對(duì)正交異性鋼橋面板造成嚴(yán)重的疲勞損傷。為了評(píng)估正交異性鋼橋面板的疲勞損傷和疲勞壽命，需要研究基于數(shù)值模擬的疲勞可靠度。由于車(chē)流的隨機(jī)性、無(wú)序性和車(chē)輛嚴(yán)重超載，典型疲勞卡車(chē)荷載已經(jīng)不適用于疲勞可靠度的研究，因此本文對(duì)隨機(jī)交通荷載下正交異

2、性鋼橋面板的疲勞可靠度進(jìn)行了評(píng)估。論文主要的工作和成果如下:
　　(1)基于動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的隨機(jī)車(chē)流統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，車(chē)型、車(chē)道、車(chē)重等分布參數(shù)被統(tǒng)計(jì)和擬合。由于超載現(xiàn)象的產(chǎn)生，車(chē)重不再滿足單峰分布。基于期望最大化算法的高斯混合分布可以用來(lái)擬合車(chē)重。根據(jù)一年的車(chē)流統(tǒng)計(jì)，采用線性函數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的車(chē)流。在得到了車(chē)流參數(shù)后，編譯了隨機(jī)車(chē)流模擬程序，這為進(jìn)一步的疲勞荷載效應(yīng)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)根據(jù)實(shí)橋的設(shè)計(jì)

3、參數(shù)，建立了正交異性鋼橋面板的節(jié)段有限元模型。根據(jù)主要裂縫可能產(chǎn)生的位置，進(jìn)行了鋼橋面板細(xì)節(jié)分類(lèi)，再根據(jù)焊接細(xì)節(jié)的受力特征和加載工況確定了主要的研究對(duì)象。采用雨流計(jì)數(shù)法提取應(yīng)力循環(huán)，通過(guò)比較各國(guó)不同疲勞規(guī)范選擇了歐洲規(guī)范的S-N曲線來(lái)計(jì)算等效應(yīng)力幅。擬合了總重和等效應(yīng)力幅的函數(shù)關(guān)系，這樣隨機(jī)交通荷載下的等效疲勞應(yīng)力幅可以通過(guò)隨機(jī)車(chē)流模擬程序得到。在得到循環(huán)次數(shù)和等效應(yīng)力幅后，計(jì)算了鋼橋面板的疲勞損傷。計(jì)算結(jié)果表明行車(chē)道的疲勞損傷比超車(chē)道