本发明专利技术公开了一种运营状态下钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳开裂后的剩余使用寿命预测方法。该方法首先通过超声波无损检测技术对钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节进行疲劳裂纹检测，确定发生疲劳开裂的焊接细节位置，并测量疲劳裂纹在顶板中的扩展深度，进而对发生疲劳开裂的焊接细节处的顶板安装应变传感器获取实际运营车辆作用下的疲劳荷载效应，在此基础上根据线弹性断裂力学理论建立焊接细节的疲劳断裂极限状态方程，据此计算顶板-纵肋焊接细节的剩余使用寿命。该方法可以充分发挥无损检测技术和健康监测技术各自的优点来满足运营状态下钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳评估的需要，有效地克服了传统钢箱梁桥疲劳损伤评估的主观性和盲目性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳开裂后的剰余使用寿命预测方法，主要应用于钢箱梁桥疲劳损伤检测领域。
技术介绍
钢箱梁桥的钢桥面板既作为桥面系直接承受交通荷载，又參与构成横梁甚至是纵梁的上翼缘，成为主梁的一部分，其结构受カ复杂，导致钢桥面板的焊接细节特别是顶板-纵肋焊接细节较易发生疲劳开裂。例如我国虎门大桥，通车5年后就发现部分顶板-纵肋焊接细节出现疲劳裂纹。对已出现疲劳裂纹的钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节，如何准确预测其剰余使用寿命是当前桥梁工程领域的热点之一。 传统的焊接细节疲劳损伤评估可以采用超声波等无损检测技术，该技术可以获取焊接细节疲劳裂纹的扩展深度，但是无法获取实际车辆作用下焊接细节的疲劳荷载效应，难以对焊接细节疲劳裂纹的扩展速度及其剰余使用寿命给出准确预測。近年来，随着结构健康监测研究的兴起，利用应变传感器直接获取焊接细节的疲劳应力进而根据疲劳S-N曲线预测其疲劳寿命成为ー种重要的疲劳损伤评估方法。但是该方法无法考虑焊接细节实际疲劳裂纹的开展，其预测的焊接细节疲劳寿命是焊接细节从裂纹萌生到开展直至断裂的全寿命，不是疲劳裂纹发生后的剰余使用寿命。此外，在实际钢箱梁桥中，顶板-纵肋焊接细节数量众多，不可能对所有的顶板-纵肋焊接细节都安装应变传感器。因此，有必要发挥无损检测技术和健康监测技术各自的优点来满足运营状态下钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳评估的需要，提供ー种方法准确评估顶板-纵肋焊接细节疲劳开裂后的剰余使用寿命。本专利技术综合应用无损检测技术、健康监测技术和线弾性断裂力学理论提出了ー种运营状态下钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节的剰余使用寿命预测方法，为钢箱梁桥焊接细节的疲劳评估和维护提供了合理的依据，具有广泛的应用前景。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳开裂后的剰余使用寿命预测方法，重点解决如何将无损检测技术、健康监测技术和线弾性断裂力学理论联合应用于顶板-纵肋焊接细节的疲劳损伤分析，从而准确评估实际运营状态下顶板-纵肋焊接细节疲劳开裂后的剰余使用寿命。技术方案为实现以上的技术目的，本专利技术提供的钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳开裂后的剰余使用寿命预测方法为(I)通过超声波无损检测技术对钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节进行疲劳裂纹检測，确定发生疲劳开裂的焊接细节位置，并测量疲劳裂纹在顶板中的扩展深度a ；(2)对发生疲劳开裂的焊接细节处的顶板安装应变传感器，获取ー个月t (t = 30)天的横桥向应变数据；(3)以I天为计算区间，采用雨流计数法(一种广泛应用的疲劳应カ数据分析方法)对每天的焊接细节应变数据计算日等效应カ幅S和日应カ循环次数N，得到t个样本数据，进而计算日等效应カ幅S和日应カ循环次数N的均值Srai和Nd 权利要求1.一种运营状态下，其特征在于该方法包括以下步骤 .1)通过超声波无损检测技术对钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节进行疲劳裂纹检测，确定发生疲劳开裂的焊接细节位置，并测量疲劳裂纹在顶板中的扩展深度a ； . 2)对发生疲劳开裂的焊接细节处的顶板安装应变传感器，获取一个月t= 30天的横桥向应变数据； .3)以I天为计算区间，采用雨流计数法对每天的焊接细节应变数据计算日等效应力幅S和日应力循环次数N，得到t个样本数据，进而计算日等效应力幅S和日应力循环次数N的均值Seq和Nd 全文摘要本专利技术公开了一种运营状态下钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳开裂后的剩余使用寿命预测方法。该方法首先通过超声波无损检测技术对钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节进行疲劳裂纹检测，确定发生疲劳开裂的焊接细节位置，并测量疲劳裂纹在顶板中的扩展深度，进而对发生疲劳开裂的焊接细节处的顶板安装应变传感器获取实际运营车辆作用下的疲劳荷载效应，在此基础上根据线弹性断裂力学理论建立焊接细节的疲劳断裂极限状态方程，据此计算顶板-纵肋焊接细节的剩余使用寿命。该方法可以充分发挥无损检测技术和健康监测技术各自的优点来满足运营状态下钢箱梁桥顶板-纵肋焊接细节疲劳评估的需要，有效地克服了传统钢箱梁桥疲劳损伤评估的主观性和盲目性。文档编号G01N29/04GK102621220SQ20121007000公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日专利技术者丁幼亮, 宋永生, 邓扬 申请人:东南大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁幼亮，邓扬，宋永生，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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