基于随机车辆模拟的钢桥面板焊接细节疲劳可靠度研究.pdf

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1、第30卷第11期2017年11月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30NOV．No．112017文章编号：1001—7372(2017)11-0089—10基于随机车辆模拟的钢桥面板焊接细节疲劳可靠度研究刘扬，李明，邓扬，王达(长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙410114)摘要：为给钢桥面板焊接细节的设计及运营管理提供参考，针对随机车辆作用下的钢桥面板焊接细节，考虑交通量增长、车辆轴重的相关性和路表温度长期效应等因素的影响，进行了钢桥面板焊接细节的疲劳可靠度研究。基于某钢

2、箱梁悬索桥WlM实测数据，分析了随机车辆各参数的分布特征，尤其是车辆轴重的相关性，采用能考虑轴重相关性的非参数核密度估计一Copula轴重抽样方法，编制了多参数随机车辆模拟程序；采用有限元法分析了路表温度、车辆轴重的相关性对疲劳荷栽效应的影响；最后建立了基于疲劳损伤理论的功能函数，采用MC法进行疲劳可靠度计算，分析了交通量增长、轴重的相关性和路表温度长期效应对钢桥面板焊接细节疲劳可靠度的影响。研究结果表明：轴重具有多峰分布的特点，且轴重之间具有较强的相关性，模拟随机车辆时，如不考虑轴重的相关性，将会造

3、成较大误差；路表温度变化主要影响钢桥面板焊接细节的应力幅，对循环次数和考虑车轮横向位置的应力幅折减系数影响不大，考虑路表温度长期效应的日等效应力幅，概率密度函数更具有多峰性质；考虑轴重相关性的日等效应力幅均值比不考虑轴重相关性的大；交通量增长对结构初期的疲劳可靠度指标影响不大，将造成结构后期的疲劳可靠度指标快速降低；考虑轴重相关性和路表温度长期效应均会降低钢桥面板焊接细节疲劳可靠度指标，而轴重相关性对疲劳可靠度指标的影响比路表温度长期效应更明显。关键词：桥梁工程；钢桥面板；Copula函数；疲劳可靠度

4、；随机车辆中图分类号：U441文献标志码：AResearchonFatigueReliabilityofSteelBridgeDeckWeldingDetailsBasedonRandomVehicleSimulationLIUYang，LIMing，DENGYang，WANGDa(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410114，Hunan，China)Abs

5、tract：Toprovideareferenceforthedesignandoperationmanagementofsteeldeckweldingdetails，thefatiguereliabilityofsteelbridgedeckweldingdetailswasinvestigatedinallusiontothesteeldeckweldingundertheactionofrandomvehicleload．Theinfluenceoftrafficgrowth，thecorre

6、lationbetweenaxle10adandlong—termeffectsofpavementtemperatureweretakenintotheconsideration．BasedonWlMmeasureddataofthesteelboxgirdersuspensionbridge，thedistributioncharacteristicsoftherandomvehicleparameters，especiallythecorrelationbetween收稿日期：2017-02—0

7、7基金项目：国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)项目(2015CB057701，2015CB057704，2015CB057705)；国家自然科学基金项目(51378081，51308071，51308073)作者筒介：刘扬(1973一)，男，湖南岳阳人，教授，博士研究生导师，工学博士，E-mail：liuyangbridge@163．corn。通讯作者：李明(1981一)，男，四川南充人，工学博士研究生，E—mail：20519271@qq．com。90中国公路学报2017年0vehiclea

8、xle10ads。wereanalyzed．Therandomvehiclesimulationwithmultiparameterswasprogrammedbynonparametrickerneldensityestimation—Copulaaxleloadsamplingmethod，consideringthecorrelationbetweenaxleloads．Theinfluenceofthepavementtemperatureand