[发明专利]一种桥梁索类构件的时变疲劳可靠度确定方法

摘要

本发明涉及一种桥梁索类构件的时变疲劳可靠度确定方法，针对桥梁中广泛使用的索类构件，通过综合考虑锈蚀及疲劳共同影响，确定索类构件的时变疲劳可靠度，对桥梁相关构件进行安全评价。首先建立构件的时变模型，得出考虑时变的极限状态方程，确定初始参数的概率分布后进行时变疲劳可靠度的计算。该确定方法更加全面、准确、有效，对桥梁安全评定、维修加固具有较大的工程应用价值。

主权项

一种桥梁索类构件的时变疲劳可靠度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、确定所述索类构件时变变量及时变变量的时变模型，时变变量为有效截面和疲劳特性，其中，有效截面得建立方法为：假设该钢丝受锈蚀后为半球形，则截面的有效面积可以直接由几何关系推导得，其具体推导方法为：Ar(t)=πD024-A1-A2p(t)≤D02A1-A2D02<p(t)≤D00p(t)>D0]]>A1=12[θ1(D02)2-a|D02-p(t)2D0|]]]>A2=12[θ2p(t)2-ap(t)2D0]]]>a=2p(t)1-[p(t)D0]2]]>θ1=2arcsin(aD0)]]>θ2=2arcsin(a2p(t))]]>其中，p(t)为锈蚀深度，锈蚀深度随时间的变化需要考虑吊杆护套的破坏，吊杆镀锌层及钢丝的破坏，其中钢丝的破坏包括均匀腐蚀及裂缝拓展两个部分，其随时间的变化关系可由实际测量或查找相关研究成果直接获得；Ar为钢丝剩余有效面积，D0为钢丝直径，a为锈蚀坑对应宽度，θ1为坑蚀边缘与圆心连接形成的圆心角，θ2未被侵蚀的圆弧所对应的圆周角，A1为坑蚀边缘与圆心连接形成图形下的面积，A2为坑蚀边缘与圆心连接形成图形与坑蚀弧围成的面积；吊杆的疲劳特性的建立方法为：N＝C(t)(Δσ(t))‑mΔσ(t)=ΔFAr(t)]]>N为长幅循环下的失效循环次数，C(t)为疲劳强度系数，m为疲劳强度指数，Δσ(t)为应力幅，ΔF为轴力幅，C0为初始疲劳强度系数，为劣化系数；其中，C0及m可由无损钢丝的疲劳试验获得；劣化系数可由通过做不同锈蚀程度的钢丝在某一恒定应力幅下的疲劳试验，首先拟合得N随锈蚀程度的变化，之后依靠N与C的比例关系推导出C随锈蚀程度的变化，即该劣化系数；步骤2、根据时变模型建立索类构件考虑时变后的极限状态方程Z(t)＝Dr‑D(t)，其中，Dr为临界损伤指标，D(t)为累计损伤度；步骤3、确定进行可靠度分析所需变量的概率分布，变量包括：恒载，车辆荷载，材料累计损伤度，初始面积，疲劳强度系数；步骤4、进行时变疲劳可靠度的计算。