基于临界抗力分析指标的公路钢桥损伤等效系数标定策略研究

作者：郑祥隆; 张鹤^*; 沈明江; 谢旭

来源：土木工程学报, 2023, 56(10): 32-42.

DOI：10.15951/j.tmgcxb.22050431

• 公路钢桥
• 损伤等效系数
• 综合疲劳抗力系数
• 疲劳设计
• 极限状态

为了给公路钢桥损伤等效系数λ的准确编制提供理论依据，引入等效疲劳细节强度和综合疲劳抗力系数(comprehensive fatigue resistance factor, CFRF)概念，构建三段式S-N曲线条件下λ系数的精确解，提出基于临界CFRF指标的安全寿命设计极限状态分析方法；在此基础上，通过开展实际交通流模拟，分别对等效内力幅简化计算方法精度、载荷谱疲劳设计极限状态分布以及规范λmax系数合理性等问题进行分析讨论。研究结果表明，载荷谱等效应力幅ΔσE2的理论解对应于等效疲劳细节强度，λ系数精确解具有疲劳抗力门槛属性；在λ系数近似标定方法中，二次等效法相比于单斜率法更适用于公路钢桥载荷谱，绝大部分工况下仅略高于精确解5%;λmax<λ的疲劳设计极限状态主要出现在峰均比较小的短跨径桥梁载荷谱中，但此类载荷谱的等效疲劳细节CAFL在长周期模拟中有较大概率会被极值超越，采用超限损伤极限状态作为λ系数的限值策略表现出一定的不安全性；当前规范制定的λmax对于大交通流、多车道均匀作用工况标定的λ系数存在一定低估情况；考虑到实际工程中载荷谱的复杂性，不建议取用统一λmax值进行安全寿命设计极限状态限定。

• 单位
  建筑工程学院; 浙江大学