[发明专利]服役桥梁吊索疲劳寿命概率评估方法

摘要

本发明公开的服役桥梁吊索疲劳寿命概率评估方法，通过实施桥梁吊索高强钢丝在不同应力比下的疲劳裂纹扩展试验，对疲劳试验数据进行拟合，得到疲劳裂纹增长分析模型参数与应力比的关系式；在应力强度因子模型中融入蚀坑导致的应力集中效应，采用小裂纹增长与近阈值裂纹增长分析，建立吊索高强钢丝疲劳裂纹扩展分析模型；基于等效初始裂纹原理得到初始裂纹，通过对钢丝裂纹扩展模型进行积分，得到单根钢丝的疲劳寿命，引入关联系数，并考虑断丝后吊索应力重分布的影响，可实现相应断丝率条件下桥梁吊索的寿命评估。本发明预测方法合理，推广性强，可用于服役大跨度桥梁吊索的疲劳寿命预测。

主权项

1.一种服役桥梁吊索疲劳寿命概率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：实施吊索高强钢丝在不同应力比下的疲劳裂纹扩展试验：由疲劳试验数据确定钢丝疲劳裂纹扩展速率相关参数，并实施多次试验获得参数的概率分布特征，进而得到不同应力比下钢丝的疲劳裂纹增长分析概率模型；步骤(2)：基于等效初始裂纹原理实施在防护套保护状态下及防护套破损状态下吊索内钢丝的疲劳裂纹增长分析：在应力强度因子模型中考虑钢丝腐蚀引起的应力集中效应，对钢丝疲劳裂纹增长分析模型从等效初始裂纹尺寸到临界裂纹长度进行积分，得到单根钢丝发生疲劳断裂所经历的疲劳周期数，结合实测荷载频率，计算单根钢丝疲劳裂纹扩展控制时间；步骤(3)：当钢丝发生断裂后引起吊索应力重新分布，由吊索的钢丝组成数量关系计算断丝后的应力大小；在单根钢丝疲劳寿命的基础上，引入钢丝间失效的相关性，将吊索经历2×10⁶次疲劳循环的断丝率不大于5％作为技术指标，进而得到整根吊索的疲劳寿命。