广州市高架桥疲劳荷载车辆模型研究

通过对广州市内环线恒福路段交通情况的实地调查 ,依据等效疲劳损伤原理 ,将实测的车辆荷载频值谱简化为由疲劳荷载模型车辆组成的实用频值谱 ,得到了由日常运营车辆组成的荷载频值谱 .根据车辆组成的荷载频值谱 ,建立了广州市高架桥疲劳荷载车辆模型 .所建立的疲劳荷载车辆模型 ,可供广州市其他高架桥梁疲劳损伤验算或疲劳设计时参考 .

系杆拱桥疲劳荷载谱和疲劳车辆模型研究

疲劳损伤是系杆拱桥吊杆构件破坏的重要原因,我国目前尚无成型的疲劳荷载谱,在设计研究中大多使用国外的疲劳荷载车模型,得出研究成果不完全符合我国的实际交通情况,使得吊杆的疲劳损伤研究受到制约。本文介绍了国内外疲劳荷载谱和疲劳车辆模型的研究现状和编制方法;探讨了基于我国交通发展现状和动态称重系统技术对疲劳荷载谱编制的意义,提出针对系杆拱桥吊杆疲劳研究的疲劳车辆模型建立思路。

基于WIM的城市桥梁标准车辆疲劳荷载研究

为研究我国城市桥梁疲劳车辆荷载模型,本文基于宁波市某大桥动态称重系统(weigh-in-motion,WIM)车辆荷载实测数据,统计宁波市某城市桥梁5类典型重车车重频谱值,分析了典型车辆总重和轴重的分布特征。在此基础上,基于Miner准则和等效损伤原理,计算了典型车型对桥梁疲劳损伤贡献比例,并获得了宁波市城市桥梁标准疲劳荷载模型。研究结果表明:采用4轴和6轴车型作为宁波市标准疲劳车辆模型较为合适,宁波市城市桥梁标准疲劳车辆与我国福州市和广州市城市标准疲劳车辆存在一定差异,可以作为我国城市桥梁疲劳荷载谱的重要补充。

钢桥疲劳研究进展

系统归纳与剖析了钢桥疲劳研究新进展,总结了钢桥疲劳荷载、疲劳机理、抗疲劳设计方法、疲劳安全监测与评估、疲劳安全维护等方面的创新成果,探讨了钢桥建设与运维面临的技术挑战,展望了钢桥疲劳创新研究发展方向。研究结果表明:(1)已研发的与桥位处交通荷载特征、结构型式、设计使用年限匹配的车辆、列车、温度疲劳荷载模型,推进了长寿命桥梁抗疲劳设计理论的完善;(2)采用车辆-温度耦合疲劳应力的“冲浪”计算模型能够较好反映钢桥实际疲劳损伤度,温度与车辆耦合作用下的疲劳累积损伤度比仅考虑车辆作用时大10%~15%;(3)涌现了物理疲劳试验、数字疲劳试验和原位疲劳试验技术相融合的疲劳机理研究新范式,部分改变了传统疲劳认知,探明了畸变变形比、应力比对畸变疲劳行为与细节疲劳强度的影响规律,发现了实桥拉吊索服役大应力比条件下钢丝疲劳强度骤降现象,揭示了拉吊索钢丝强度等级由1 670 MPa提高到2 060 MPa时钢丝疲劳强度先增大、后下降的客观规律,明确了耐候钢桥细节腐蚀后疲劳强度并未下降的客观事实;(4)全桥多物理场、跨尺度和多概率疲劳孪生模型的构建已逐步实现,促进了数据原生、数据相生和虚实共生的钢桥疲劳元宇宙技术的诞生;(5)为解决钢桥细节带疲劳裂纹工作状态下的设计难题,需要把疲劳裂纹作为控制结构使用功能和安全的关键技术指标,采用损伤容限理论进行钢桥抗疲劳设计;(6)为突破裂纹感知和荷载获取的技术瓶颈,需将声发射、数字摄像/摄影、计算机视觉技术、深度学习等人工智能新技术深度融合,创建钢桥数字化疲劳荷载与损伤监测数据库,为钢桥疲劳机理、设计与评估方法研究提供完备信息;(7)为解决传统线性累积损伤评估模型无法对开裂细节疲劳寿命进行预测的技术难题,需构建基于数字孪生技术的钢桥数字疲劳评估模型,实现疲劳裂纹跨尺度、全程精准数字化描述,建立钢桥疲劳智能监测-孪生模拟-智能评估-智慧决策一体化数字疲劳评估平台;(8)冷维护技术能够对钢桥疲劳裂纹进行靶向、高效加固,且可实现对原结构零损伤或微损伤,能在不中断交通条件下实施,应用前景广阔;(9)针对钢桥疲劳损伤程度、性能提升与延寿目标需求,可灵活运用冷维护、热维护和冷-热混合维护技术,实现钢桥疲劳维护的强韧化、轻量化。