基于等效初始裂纹尺寸的吊杆疲劳寿命预测

摘要

在环境侵蚀和反复车辆荷载的长期作用下,大跨桥梁吊杆的疲劳损伤突出.为准确评估平行钢丝吊杆的服役状况,根据不同应力比作用下高强钢丝疲劳裂纹扩展的试验结果,拟合得到了高强钢丝疲劳裂纹增长模型参数与应力比的关系表达式.将局部锈蚀引起的应力集中效应融入应力强度因子模型中,对疲劳裂纹增长分析模型由等效初始裂纹尺寸至临界裂纹长度进行了积分,从而预测单根钢丝的疲劳寿命.考虑吊杆钢丝断裂的关联性及钢丝断裂后吊杆应力的重分布,实现了整个桥梁吊杆的疲劳寿命评估,分析了断丝率、车载频率和锈坑增长速率对吊杆寿命的影响.研究结果表明:可为服役大跨桥梁吊杆的安全性评价和运营维护提供参考.