一种考虑时变效应的组合梁桥动力疲劳可靠性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑时变效应的组合梁桥动力疲劳可靠性评估方法，属于桥梁疲劳性能分析技术领域，包括以下步骤：建立考虑时变效应的车桥耦合模型，并基于疲劳可靠性分析原理建立疲劳极限状态函数g(X)；对疲劳极限状态函数g(X)中的各个随机变量进行概率研究，确定其概率分布或统计特征值；选取随机变量的概率分布，分别建立考虑时变效应和未考虑时变效应的组合梁疲劳极限状态函数；根据组合梁瞬态与考虑时变效应的疲劳极限状态函数，通过蒙特卡洛方法得到结构失效概率。本发明专利技术可以精确地计算组合梁关键部位的可靠度指标，量化了桥梁在某段时间内不发生破坏的可能性，使得桥梁结构既能满足运营年限的要求，又能兼顾到经济性。又能兼顾到经济性。又能兼顾到经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑时变效应的组合梁桥动力疲劳可靠性评估方法


[0001]本专利技术属于桥梁疲劳性能分析
，具体涉及一种考虑时变效应的组合梁桥动力疲劳可靠性评估方法。

技术介绍

[0002]现有疲劳抗力的S
‑
N曲线是基于试验数据拟合而来的，所以该曲线是一条确定的曲线，但是实际的工程应用中，由于受制作工艺、材料性能的差异、施工技术等各种随机因素影响，结构在疲劳损伤累积的过程中，疲劳抗力呈现出随机性特点，并不是一个定值。此外，结构所承受的疲劳荷载形式在运营阶段同样具有随机性，轨道不平顺、列车超载超速、桥梁受时变效应的上拱下挠等都会对桥梁产生不确定的荷载效应，且对桥梁结构疲劳损伤和疲劳使用寿命有显著影响，导致不能精确地计算组合梁关键部位的可靠度指标。因此需要基于概率统计理论建立一种对桥梁的疲劳性能进行的分析方法，并将各种不确定性因素纳入到研究体系中，即进行桥梁结构的可靠性分析。结构疲劳可靠性分析更为贴近于实际工程中，它将结构的抗力和荷载的不确定性纳入了研究和考虑的范畴，从而计算获得一个动态指标。

技术实现思路

[0003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑时变效应的组合梁桥动力疲劳可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立考虑时变效应的车桥耦合模型，并基于疲劳可靠性分析原理建立疲劳极限状态函数g(X)；S2：对疲劳极限状态函数g(X)中的各个随机变量进行概率研究，确定其概率分布或统计特征值；其中对与疲劳荷载效应相关的参数的分析时，以瞬态的轨道不平顺和叠加了不同运营阶段桥梁变形的轨道不平顺为随机激励源，对不同类型列车作用下的关键部位的等效应力幅和相应循环次数进行概率统计，并通过对数正态分布、正态分布、威布尔分布、伽马分布对其进行拟合；S3：选取拟合效果好的概率分布作为随机变量的概率分布，分别建立考虑时变效应和未考虑时变效应的组合梁疲劳极限状态函数；S4：根据组合梁瞬态与考虑时变效应的疲劳极限状态函数，通过蒙特卡洛方法得到结构失效概率，并通过以下公式确定结构的可靠度指标β：其中，Φ(β)为可靠度指标β的标准正态分布，P
f
为结构的失效概率。2.根据权利要求1所述的考虑时变效应的组合梁桥动力疲劳可靠性评估方法，其特征在于：步骤S3中，未考虑时变效应的组合梁的疲劳极限状态函数表示为：其中，T为运营年限，k＝1，2分别表示CRH2列车、CRH3列车，F
i,k
表示第k种类型的列车第i年的运行频次，S
re,k
表示第k种类型的列车引起的等效应力幅；N
k
表示第k种类型列车引起的应力循环次数。3.根据权利要求2所述的考虑时变效应的组合梁桥动力疲劳可靠性评估方法，其特征在于：步骤S3中，在建立考虑时变效应的组合梁疲劳极限状态函数时，将运营阶段分为三个阶段，其中，第一阶段为运营前三年，第二阶段为运营第四年
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱力，唐庆宸，李佳欢，刘一迪，韩天楠，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：