模糊失效准则下桥梁拉索锈蚀时变可靠性分析

摘要：

针对桥梁缆索耐久性问题日益突出的现状,对锈蚀拉索的时变可靠性问题进行了研究.首先,基于不同气候条件下钢丝的腐蚀速率和拉索截面锈蚀扩展规律,由随机过程理论建立了锈蚀拉索的抗力退化模型.针对拉索运营期失效具有模糊性的特点,以安全系数为判据构造了拉索模糊失效的隶属函数,提出了模糊失效准则下拉索锈蚀可靠度分析模型,并采用将服役期离散化的方法简化了时变可靠度的计算问题.通过算例分析了不同腐蚀环境下服役拉索的时变可靠度,并与时不变可靠度以及清晰失效准则下的时变可靠度进行了比较.结果表明:本研究模型能够反映拉索在不同腐蚀环境、不同服役时间内可靠度的变化规律.与清晰失效准则相比,模糊失效准则下时变可靠指标的渐变规律更好,与工程实际更为相符,一定程度上避免了清晰失效准则下安全系数选取困难的情况.拉索服役期的时变可靠指标具有明显的时段区分,当护套完好时,可靠指标下降缓慢,一旦护套破损引发钢丝锈蚀,随着腐蚀环境的不同可靠指标将显著下降.对于护套发生局部破损的拉索,在较恶劣环境中服役寿命仅为8～10 a,由于钢丝锈蚀的不可逆性,避免护套的损伤并加强检测是保证拉索耐久性的关键.

关键词：桥梁工程、时变可靠性、模糊失效准则、拉索、锈蚀

所属期刊栏目：38

分类号：U443.38(桥涵工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划"九七三"项目;国家自然科学基金项目

在线出版日期：2021-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：59-66