基于联合概率法的重载铁路大跨钢桁梁桥剩余疲劳寿命评估

摘要：

为准确评估在重载列车开行条件下大跨钢桁桥的疲劳损伤,提出基于联合概率法的重载铁路大跨钢桁梁桥剩余疲劳寿命评估方法.通过建立包含正交异性桥面的简支钢桁梁桥精细化分析模型,采用考虑车桥振动影响的重载列车移动简谐荷载,计算重载列车通过钢桁梁桥时的结构动力响应.基于雨流计数法和Miner线性疲劳累积准则,获得单次列车过桥时钢桁梁桥控制部位疲劳应力谱,研究列车类型、行车速度、车辆载重、编组车辆节数等对钢桁梁桥疲劳损伤的影响.根据等效列车历史运营谱和考虑年运量及典型疲劳列车发展趋势的未来运营谱,采用联合概率法计算了钢桁梁桥的剩余疲劳寿命.研究结果表明:钢桁梁桥的最不利疲劳控制部位为正交异性桥面板的横肋跨中下翼缘纵向角焊缝以及纵肋与桥面板焊接连接部位;运营列车类型对横肋、纵肋疲劳损伤的影响显著;钢桁梁桥纵肋、横肋疲劳损伤度随编组车辆节数增多而增大,随车速的变化具有不确定性;疲劳部位损伤度随车辆载重增加而增大,且当车辆载重超过某临界值后,将对钢桥疲劳产生重大影响;与定值分析法相比,采用考虑列车载重、车速正态分布的联合概率法计算疲劳损伤度更准确合理,估算包含正交异性桥面板的大跨简支钢桁梁桥的剩余疲劳寿命更可靠,可为开展重载铁路大跨钢桥疲劳分析提供参考.

关键词：重载铁路、钢桁梁桥、剩余疲劳寿命、疲劳损伤、正交异性桥面板

所属期刊栏目：20

分类号：U441.4(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;湖南省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2023-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3162-3171