滨海重载钢桥的焊缝腐蚀疲劳可靠度评估

来源：振动与冲击杂志2025年第5期北京时间：

作者：朱金，陈远文，吴梦雪，张宇，衡俊霖j.l.heng@outlook.com，李永乐

单位：1.西南交通大学桥梁工程系，成都610031；2.西南石油大学土木工程与测绘学院，成都610500；3.中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031；4.四川大学建筑与环境学院，成都610065

摘要：为研究钢桥焊缝在强腐蚀环境和重载下的疲劳问题，首先，基于前期实验成果，构建了一个三阶段的腐蚀疲劳概率损伤演化模型，分为腐蚀驱动扩展、腐蚀与疲劳竞争、疲劳驱动扩展三个关键阶段。在考虑焊缝多源疲劳裂纹的萌生、融合与扩展的基础上，还纳入了多重失效路径的影响。以某滨海桥梁为工程背景，结合该桥梁的实测车辆荷载谱与服役环境特征，综合多尺度有限元模拟和腐蚀疲劳概率损伤演化模型开展了可靠度分析。结果表明：与焊趾失效模式相比，焊根失效模式的腐蚀疲劳寿命降低了11.3%，而双失效模式的寿命减少了16.3%，即焊根失效模式占主导地位；C5环境下腐蚀疲劳寿命相比C4环境条件下降低了26.9%，即环境腐蚀等级越高，腐蚀疲劳寿命越短；当车流量系数为1.2%和2.4%时，相比恒定车流量，腐蚀疲劳寿命分别减少了29.9%和38.8%，即车流量越大，腐蚀疲劳寿命越短；在高等级环境腐蚀和高车流量的双重作用下，腐蚀疲劳寿命下降了47.8%，即强环境腐蚀和重载的耦合作用下，钢桥焊缝抗疲劳性能显著退化。<br>

关键词：钢桥；腐蚀疲劳；有限元模拟；焊缝；多源疲劳裂纹；可靠度；滨海；损伤演化