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2010年02月01日

【期刊论文】基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

王春生, 陈艾荣, 陈惟珍

中国公路学报,2006,19(2):42~48,-0001,():

摘要

提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征,建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足,建立了铆接构件断裂分析模型,该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序,经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型,计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命,结果表明: 按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35%,可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能,简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2a;若按保证主桁结构承载安全,则探测间隔已超过100a,这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。

关键词: 桥梁工程, 老龄钢桥 断裂力学, 疲劳剩余寿命, 检测间隔, 断裂有限元模型

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2010年02月01日

【期刊论文】基于概率断裂力学的老龄钢桥使用安全评估

王春生, *王春生, 聂建国, 陈艾荣, 陈惟珍

工程力学,2006,23(6):102~106,-0001,():

摘要

我国交通线上存在大量老龄钢桥,这些老龄钢桥承受着日益繁重的交通荷载,其疲劳剩余寿命已受到桥梁管理部门的高度重视。为确保老龄钢桥的使用安全,避免不必要的维护与更换,建立老龄钢桥疲劳剩余寿命与使用安全评估方法十分必要。建立了反映老龄铆接钢桥疲劳破坏机理的脆断和韧断概率失效模型,给出了用于疲劳可靠性分析的极限状态方程,合理确定了随机变量的参数取值。建立了铆接钢桥构件单角钢概率疲劳破坏模型,基于Monte Carlo算法实现了铆接钢桥构件单角钢疲劳断裂失效概率的计算,编制了相应的概率断裂分析程序SAPFF。进而将铆接构件概率断裂模型应用于上海市浙江路桥的时变疲劳可靠度分析,并给出了浙江路桥概率疲劳剩余寿命评估结果与维护对策。

关键词: 老龄钢桥 概率断裂力学, 疲劳可靠度, 概率疲劳剩余寿命, 检测间隔

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