基于实测荷载的铁路钢桁梁桥疲劳可靠性评估

来源：计算力学学报杂志2020年第2期北京时间：

作者：肖鑫,赵欣欣

单位：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所, 北京 100081,高速铁路轨道技术国家重点实验室, 北京 100081,中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所, 北京 100081,高速铁路轨道技术国家重点实验室, 北京 100081

摘要：为了对钢桁梁桥疲劳进行评估，引入可靠性理论，提出了基于实测荷载的桥梁疲劳可靠性评估方法。根据某铁路钢桁梁桥实测车辆荷载数据，建立了随机车辆荷载模型。并在考虑车辆荷载随机性的基础上，结合Monte-Carlo法与有限元，分析了钢桁梁桥构件疲劳应力谱，计算了构件疲劳可靠性随时间的变化，并探讨了车辆荷载及荷载效应变异性对构件疲劳可靠性的影响，最后采用β约界法与静力分析法对钢桁梁桥系统疲劳可靠性进行了研究。结果表明，基于随机车辆荷载的构件疲劳应力谱呈现单峰分布；构件疲劳可靠性随运营时间的增加而减小；车辆荷载的增长及荷载效应变异性的增加对构件疲劳可靠性影响较大，当车辆荷载增长率和等效应力变异系数分别增加到5%时，构件疲劳寿命大幅减小；β约界法结合静力分析法可快速确定钢桁梁桥失效模式，桥梁系统疲劳寿命小于构件疲劳寿命。总的来看，基于实测荷载的钢桁梁桥疲劳可靠性评估方法能有效地利用监测数据，对桥梁疲劳评估具有良好的适用性。

关键词：铁路钢桥,随机车辆荷载,疲劳可靠性评估,β约界法,系统疲劳可靠性,

基金资助：中国铁路总公司科技研究开发计划（2017G006-A；P2018G004；2017G002-K）资助项目.