基于美国规范的桥梁疲劳设计优化及应用

• 作者: 何旭辉 王维 邓露
• 来源期刊: 中国公路学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 桥梁工程 疲劳设计参数优化 车-桥耦合模型 应力幅冲击系数 应力幅个数 路面不平整度 疲劳累积损伤
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 钢结构桥梁
• 页码范围: 40-48
• 页数: 9页
• 分类号: U441.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-7372.2017.03.004

摘要

为了更准确地考虑路面不平整度变化引起的车辆荷载动力效应对桥梁构件疲劳累积损伤的影响,首先研究了钢桥路面不平整度在假定的车辆和环境荷载条件下的劣化过程,得到路面不平整度从一个等级退化到另一个等级过程中通过的车辆数量;然后,分别建立桥梁和车辆的三维模型,根据车辆和桥梁接触点位移和作用力的关系构建车-桥耦合振动方程,并利用模态叠加技术和4阶龙格库塔方法在时域内对其进行求解.通过数值计算研究了根据美国AASHTO桥梁规范设计的5座不同跨径I-型简支钢梁桥的主梁在不同路面不平整度下每辆车通过时承受的应力幅冲击系数和等效应力幅度个数.最后,通过考虑路面劣化过程中过往车辆对桥梁构件疲劳累积损伤的影响,对AASHTO规范中疲劳动力冲击系数和应力幅个数这2个直接影响桥梁疲劳寿命的参数进行了优化设计,并探讨了如何借鉴此优化方法来完善中国钢结构桥梁构件的疲劳设计和评估.结果表明:美国AASHTO规范里规定的疲劳冲击系数0.15适用于跨径大于23 m的桥梁,而对短跨桥梁而言,需要采用更大的疲劳冲击系数;当桥梁跨径大于23 m时,每辆车通过桥梁时主梁承受的应力幅个数设计值可取1,小于23 m时可根据所提出的应力幅个数设计公式计算确定.该优化方法可用来完善中国钢结构桥梁构件的疲劳设计和评估.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	何旭辉	中南大学土木工程学院	106	1150	15.0	31.0
2	邓露	湖南大学土木工程学院	39	155	8.0	11.0
3	王维	湖南大学土木工程学院	10	35	3.0	5.0