车致疲劳损伤对钢-混凝土组合梁桥极限承载力可靠度的影响

来源：中国血液净化杂志2021年第4期北京时间：

作者：邓露, 褚鸿鹄, 王维, 徐军

单位：1. 湖南大学工程结构损伤诊断湖南省重点实验室, 湖南长沙 410082;2. 湖南大学土木工程学院, 湖南长沙 410082"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51778222); Youth Program of National Natural Science Foundation of China (51808209); Key Research and Development Projects of Hunan Province (2017SK2224); Research and Innovation Project of Graduate Students of Hunan Province (CX2018B159)

摘要：钢-混凝土组合梁桥因其发挥了2种材料各自的优势，被广泛应用于中小跨径的桥梁结构中，而极限承载能力是评判其安全与否最直观的指标之一。为了对现役钢-混凝土组合梁桥的极限承载力进行更为准确的评估，提出一种确定钢主梁极限承载能力可靠度的新方法，该方法能考虑车辆荷载引起的疲劳累积损伤对钢主梁极限承载力的影响。首先建立了三维车桥耦合振动模型，并采用美国AASHTO桥梁设计规范中的Ⅰ形简支钢-混凝土组合梁桥、强度设计车辆荷载模型和疲劳设计车辆荷载模型作为算例进行分析。然后，基于建立的车桥耦合振动程序、<em>S-N</em>曲线和雨流计数法，获得不同桥面状态下强度设计车以不同车速过桥时产生的动力冲击系数和疲劳设计车以不同车速过桥时产生的疲劳损伤累积和最大应力，并根据卡方检验对在不同桥面状态和不同车速下获得的这3个参数的分布类型进行检验。最后，基于剩余强度理论，利用AASHTO规范中规定的桥梁承载力设计方程，建立能考虑桥梁全寿命周期内桥面处于不同状态时车辆过桥产生的累积疲劳损伤对钢主梁极限承载能力折减的极限状态方程，并以此对钢主梁极限承载力的可靠指标进行研究，获得其与疲劳设计车日均通行量的关系。研究结果表明：桥梁极限承载力可靠度会随着疲劳设计车日通行量的增大而降低；钢主梁疲劳累积损伤对其极限承载力折减具有重要影响。提出的方法为准确评估在役桥梁的极限承载能力提供了更为有效的途径。

关键词：桥梁工程,极限承载能力,可靠度分析,钢梁桥,桥面不平整度,疲劳损伤

基金资助：国家自然科学基金项目（51778222）；国家自然科学基金青年科学基金项目（51808209）；湖南省重点研发计划项目（2017SK2224）；湖南省研究生科研创新项目（CX2018B159）