[發明專利]在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法

有效

• 申請號: 201410130117.1
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103940626A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 程斌;湯維力
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，該方法在裂紋尺寸檢測和應變監測的基礎上，采用線彈性斷裂力學方法對正交異性鋼橋面板疲勞開裂后的剩余使用壽命進行評估，包括以下步驟：

（1）采用無損檢測技術測得每條裂紋的實際長度a₀；

（2）采用應變傳感器對裂紋兩側的實際應變數據進行監測；

（3）獲得每條裂紋的應力歷程數據；

（4）根據雨流法和Miner累計準則計算每條裂紋的日平均等效應力幅Δσ_eq和日平均等效應力循環次數N_eq；

（5）基于剛度、強度準則，并結合實際情況確定每條裂紋的允許極限長度a_c；

（6）基于Paris公式計算每條裂紋的擴展壽命N_c和D_c；

（7）取所有裂紋D_c的最小值作為鋼橋面板的剩余疲勞壽命D_c,min。

2.根據權利要求1所述的一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，所述步驟（1）中，采用無損檢測技術是采用超聲波無損檢測技術或斷裂線組件自動監測裝置，針對正交異性鋼橋面板所有可能開裂部位進行檢測，得到各條裂紋的實際長度a₀。

3.根據權利要求1所述的一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，所述步驟（2）中，采用應變傳感器對垂直于裂紋方向的應變數據進行實時監測，得到相應的應變歷程數據，應變傳感器均勻布置在已有裂紋兩側，當裂紋其中一側緊鄰焊縫時，則只布置在另外一側。

4.根據權利要求3所述的一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，所述步驟（2）中，應變傳感器沿裂紋長度方向布置的數量和間距可根據測量精度要求進行調整，但數量不少于3個，即應保證裂紋尖端和裂紋中部各有1個傳感器。

5.根據權利要求3所述的一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，所述步驟（2）中，監測天數不少于30天，且后期再次評估時應將兩次評估之間的應變實測數據也納入考慮范圍。

6.根據權利要求1所述的一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，所述步驟（3）中，對步驟（2）監測得到的每條裂紋側邊所有應變傳感器數據進行平均，并將應變數據轉換成應力數據，得到該條裂紋的應力歷程。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，所述步驟（4）中，對步驟（3）得到的裂紋應力歷程數據，采用雨流計數法和Miner累計準則，并以天為單位，計算得到該條裂紋在第i天承受的日等效應力幅Δσ_i和日等效應力循環次數N_i，并進一步對所有監測天數的σ_i和N_i實測數據進行平均，得到日平均等效應力幅和日平均應力循環次數

8.根據權利要求1-6任一項所述的一種在役正交異性鋼橋面板疲勞開裂后剩余使用壽命評估方法，其特征在于，所述步驟（5）中，根據裂紋長度對構造細節剛度和強度的影響規律，并結合實際情況，確定該條裂紋所允許的極限長度a_c。