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1、第14卷第4期中国公路学报Vol.14No2001年10月ChinaJournalofHighwayandTransportOct.2001文盆月号1001-7372(2001)04-0063-04斜拉索抖振疲劳可靠度分析卢伟，强士中，蒋永林(西南文通大学桥梁与结构工程系，四川成都610031)摘要:为考虑大跨桥梁风振导致的构件疲劳问题，假定疲劳寿命服从威布尔分布，并考虑平均拉应力的影响，修正得到相应的疲劳可方度公式;在桥梁扦振精细时程分析基础上，模拟出构件的应力时程，并以南京长江二桥为实例对公式进行了脸证。关键词:抖拉桥;针拉索
2、;抖振;疲劳可常度中图分类号:U448-27文献标识码:ABuffetingfatiguereliabilityanalysisofcable-stayedbridgeLUWei,QIANGShi-zhong,JIANGYong-gin(DepartmentofBridgeandStructureEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610(131,China)Abstract:Inordertoconsiderthefatigueproblemofcomponentsinl
3、ong-spanbridgeinducedbywindload,fatiguereliabilityformulaismodifiedbyassumingthefatiguelifeisaccordwiththeweibulldistributionandconsideringtheeffetofmeantensionstress;Basedontheaccuratebridgebuffetinganalysisoftimehistory,thetingehistoryofcomponentsissimulatedandnumer
4、icalexampleispresentedtotestifythismethod.Keywords;cable-stayedbridge;cable;buffeting;fatiguereliability桥梁抖振是由大气来流的脉动成分引起的强迫式中:S为应力幅;N为应力循环次数;6,C分别为形式的振动。抖振虽然不会产生颇振破坏那样大的与构造细节相关的常数。危害.但是其发生频率相当高，这使得某些构件长时应力过程均值可能不为零。一般而言，正的应力间处于交变应力状态，极易导致疲劳损伤。因此，研均值—拉应力是有害的，它使得疲劳寿命降低
5、。当究桥梁在脉动风作用下的疲劳问题，具有十分现实应力过程均值S.为较大的拉应力时，须用合适的的意义。同济大学的陈艾荣U1曾讨论过斜拉桥抖振准则对式(1)加以修正图。这里选择古德曼疲劳可靠度，不过他分析时未采用结构应力时程，而(GOODMAN)方程作修正式，将式(1)改写成是假定应力幅值服从瑞利(RAYLEIGN)分布，据此NS九二C(2)计算构件的等效应力脉并估算相应的疲劳寿命;陈式中:S。为材料强度极限;S=,=k,S为等效应力幅，礼忠[n.考虑风向对桥梁主梁应力响应谱的影响，模k,=1/(1-S,=/SOS为应力幅。拟出应力时
6、程进行疲劳寿命评估。笔者在既有大跨结构的疲劳问题涉及诸多不确定因素，这使得度桥梁抖振精细时程分析基础上，假定结构疲劳寿结构的疲劳寿命可以用一个随机变量表示，通常认命服从威布尔分布，着重讨论了两种不同的疲劳可为其服从对数正态分布或威布尔分布。而威布尔分靠度求解途径，并对实桥进行了计算。布较对数正态分布更符合疲劳破坏的规律f3l威布尔分布概率密度函数为1疲劳可靠度kN、`-`广IN、`对于某构造细节其S-N曲线可表示如下f(N，一c{c!exPL-}c!J(3)NSe=C(1)式中:N为疲劳寿命，以循环次数表示;C为特征寿收摘日期:2
7、000-10-21作者简介:卢伟(1971-).男，四川沪州人.工学博士研究生中国公路学报2001年1一(S命沃为形状因子。=-S)一朴一战0簇S簇So可方便地求得相应的均值PN，标准差a,,.及变。(13)异系数为V,。其中其它情况kN=cr(1+1/k)(4)夕(q.r)=r(q)P(r)/P(q+r)计算可得到该声分布的均值与方差，及参数q,r式中:r(s)一丁mexp(一，)r-`d，为伽玛函数。,.2(S。一k)一Feaiq二，r=(S。一p)q/k(14)对于变异系数,A.H-SANGL'J给出有足够精度S,a2的经验
8、公式式中:R.Q分别为R分布的标准差与均值。k=V,,L..(5)若应力脉服从R分布并考虑GOODMAN修正A.H-SANG亦对27个构造细节测出其变异系数，式S,,=k,S，则结构平均疲劳寿命为均值等于。53。最终可靠度函数为。、一羔万f(q,r
