漂老鋼橋攜疲勞剩請(qǐng)余壽命廟的計(jì)算影方法邊陳惟珍河（同濟(jì)輩大學(xué)橋滔梁工程堅(jiān)系）煎[飯摘騾要?dú)追許多鉚畏接和焊祥接老鋼洲橋經(jīng)過(guò)何長(zhǎng)時(shí)間逢的運(yùn)營(yíng)友后，安胞全度已漂逐步耗想散，它術(shù)們的剩婆余壽命肅以及使涂用安全首性已引崇起橋梁銀工程界況的重視于。本文貸就疲勞背損傷方么面，對(duì)槐老鋼橋裳疲勞剩被余壽命雕的計(jì)算向方法做蒜了較深唯入的探機(jī)討，對(duì)扮名義應(yīng)協(xié)力法與隔斷裂力繡學(xué)方法旋的應(yīng)用騰做了詳聯(lián)盡的比列較。識(shí)關(guān)鍵留詞濾佛老鋼虹橋范大剩余壽局命龜一、引被言轟回首過(guò)脖去哲20鬼0鼠年，鋼旦橋結(jié)構(gòu)換已有了壤長(zhǎng)足發(fā)秘展。從稠材料方借面看，若先是鑄成鐵刮（敘187銷0村～子191遷0撲），再獸是鍛銅惑（毒191娃0蟲～）。腐作為連針接手段議，首先協(xié)是銷接疑、鉚接趣，再影是洋2匹0憂世紀(jì)的伙焊接和平栓接。土許多在斥這各個(gè)斤時(shí)期建毀造的鋼汗橋至今腎仍在運(yùn)讀營(yíng)，有移些可能膀已達(dá)到嚴(yán)了壽命罵枯竭的暈地步。藏在對(duì)鐵捏路桁架世橋的調(diào)沃查中，銹已發(fā)現(xiàn)梯受拉斜脊腹桿中腥有微小燭裂紋。律歐洲許辨多建鞏于研5閉0毅～既6英0作年代高知速公路緣網(wǎng)擴(kuò)建讓時(shí)的焊悲接鋼橋鑄，在今另天大軸擋重大流歇量交通持荷載作刷用下，撥許多部歡位出現(xiàn)煙疲勞裂摔紋。面的對(duì)這樣起一大批紐老鋼橋煌，剩余竿壽命問(wèn)溝題日益喇突出，底即在什畢么樣的腸檢測(cè)條礙件下能鍋夠連續(xù)劉保持老貼橋使用緒多久，艦它在經(jīng)聯(lián)濟(jì)上具翻有重要歌意義。蓮盡管許尖多國(guó)家鵲規(guī)范規(guī)危定了對(duì)靈疲勞的豎驗(yàn)算，泰但是對(duì)逝剩余壽啊命的計(jì)乎算還存葬在不足價(jià)之處，彎甚至還紙需研究伏一套全缺新的計(jì)殼算方法鋤。計(jì)算淹構(gòu)件壽突命除試聽驗(yàn)方法寒外，今狹天已有蛇三種較應(yīng)成熟的仙方法：迎名義應(yīng)濤力法、女局部應(yīng)蟻力應(yīng)變濁法和斷媽裂力學(xué)拜法。名悠義應(yīng)力稼法計(jì)算厲壽命直霞到斷裂掌，局部扛應(yīng)力應(yīng)剖變法計(jì)毛算壽命津直到技座術(shù)起裂障，對(duì)表緞面裂紋晝約踏為電0.善5m待m來(lái)深。壽乒命的剩衡余部分咬，即從席起裂至室最終斷抄裂，可謙由斷裂熟力學(xué)方視法計(jì)算奶：恩T奴R堅(jiān)=T三L拿-T圈A盼其飼中螺T加L磚-僻-假構(gòu)件至支斷裂時(shí)簡(jiǎn)的壽命金；悉T院A圍-脈-脹構(gòu)件至針起裂時(shí)臣的壽命偶。對(duì)光洞滑試童件羽T講R味僅以占務(wù)5秀%只～嶺10末%屈。但對(duì)飛切口試?yán)羌?，或單是真?shí)晶構(gòu)件牽，點(diǎn)T由R戀的份額墨很高，勒有時(shí)甚銷至占全掠部壽命蠻。問(wèn)二、剩至余壽命員計(jì)算方方法稻L偷名義應(yīng)拉力法勸名義應(yīng)鐮力法計(jì)打算壽命期是建立降在損傷世積累理妨論之上湊，其受稍力與抗講力是通敢過(guò)名義險(xiǎn)應(yīng)力來(lái)倉(cāng)描述的浸。描述標(biāo)細(xì)節(jié)抗祖力的韋裕勒曲線此是由疲廣勞試驗(yàn)櫻得出的礎(chǔ)，在預(yù)解測(cè)應(yīng)力脾譜基礎(chǔ)量之上，滅就可以持計(jì)算橋唯梁剩余雕壽命。旁（今1各）韋勒濁曲線建頁(yè)筑鋼細(xì)現(xiàn)節(jié)韋勒雙曲線的述一般形馳式在歐騰洲規(guī)范弊第悟3含篇中定揭義為如卡圖像1奧所示，括具體的蠶參數(shù)可芬查自文價(jià)獻(xiàn)資料棍或試驗(yàn)初結(jié)果。芬疲勞曲秒線中斜擺線部分涼可用下鞏式表示蘋：笛圖中每范根曲線躺可用應(yīng)峰力循冶環(huán)室2,0才00,絮000歸跪處的相陪關(guān)疲勞船強(qiáng)度來(lái)蹦定義。晨每個(gè)相莊關(guān)疲勞獄強(qiáng)度對(duì)額應(yīng)一個(gè)重細(xì)節(jié)狀悼態(tài)，一悅般裝m睡1泄取批為畢3.粘0唯，常幅魚疲勞極儉限定義剛為肝5,0瞎00,焰00粱0涼處的疲飯勞強(qiáng)度醬，為了封適應(yīng)于圣變幅應(yīng)鏈力情況位，讓曲維線色按恭m女2零＝乎m戒1多十偏2勢(shì)繼續(xù)向損下延伸販至赤1,推000明,00鉆0,0塘0斤廢處。這轟些疲勞役曲線已特包括下告列受力枯和影響菜因素原：另·誓高殘余虎應(yīng)杏力證·去高應(yīng)力孕比跳·狹溫度、蘆尺寸、義裝配或節(jié)貼合的并影響。成為了應(yīng)尺用方便浸，各種永構(gòu)造細(xì)法節(jié)都按彩細(xì)節(jié)狀益況進(jìn)行弦分類辮。娃(愛(ài)2共）應(yīng)力減譜疲勞關(guān)受力是需由許多邪荷載工角況組成淺，取決烈于受載生的頻率文和大小杠以及橋役梁結(jié)構(gòu)道型式。道橋梁結(jié)獵構(gòu)中的層疲勞應(yīng)么力是一資個(gè)隨機(jī)屑過(guò)程，嘉經(jīng)雨流束法計(jì)數(shù)壁后可以聯(lián)得到一真?zhèn)€臺(tái)階谷式的應(yīng)淺力諸圖鋸（害圖勿2蔥)羞。根據(jù)攏損傷相劉同的原羊則可用末下式計(jì)專算等代物應(yīng)力幅亞[1]亮：俯（計(jì)3喚）疲勞精驗(yàn)算為阿了保證旨結(jié)構(gòu)在賠設(shè)計(jì)壽夠命內(nèi)的賢安全使修用，結(jié)棍構(gòu)抗力抖不應(yīng)小旬于外力阿作用（瀉圖念2葵），即華其中曉，兇r炸5拜與砍r材m喜為分項(xiàng)本安全系開數(shù)，它愛(ài)們是不喚相關(guān)的現(xiàn)變量喂。淋r跪m瓣是與細(xì)偷節(jié)的尺梯寸、形辛狀、缺技陷密集魔程度、多局部應(yīng)質(zhì)力集中愉、晶體誰(shuí)結(jié)構(gòu)、盲殘余應(yīng)晶力和疲堆勞裂紋穗的分散粘性相關(guān)診。萌r沸s皮考慮受龜力分散湊性影響眼。仔（劇4駕）剩余籠壽命依抬據(jù)上述遙方法可吃求解剩務(wù)余壽命姥，比如訪按糧照抬DS8劑0載4包／璃6樸和系Her齡zo董g求的建議真。由灰于宴DS8賤04/放6摧中的疲斯勞設(shè)計(jì)常列輸車顫UIC疼7馳1飾是按照憂德國(guó)情遇況規(guī)定軍的，下或面就只島介從紹偉Her布zo吩g洽建議的查方法。兆通過(guò)對(duì)脹比疲勞酒細(xì)節(jié)分厲級(jí)與單飼級(jí)等代序應(yīng)力幅議，就可璃以得出漆一個(gè)等犯代荷載命循環(huán)次戰(zhàn)數(shù)：亦其中竭，耗φ境為沖擊榨系數(shù)悠；談N四b用為運(yùn)營(yíng)紡荷載循首環(huán)數(shù)攜；唱Δ供σ贈(zèng)b因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)律應(yīng)力幅若。各構(gòu)笨件壽揭命伯T簡(jiǎn)L暑以及剩鳥余壽拳命注T普R帽可由下均式求出做：修其中乎，葡T績(jī)B膊為運(yùn)營(yíng)齡時(shí)間瞧，追ND=邁2,0拜00,辦00掙0品。益2莊．?dāng)嗔阎瘟W(xué)方稅法渠裂紋萌讀生和增妖長(zhǎng)曲線矮如徐圖圾3咱所示，電對(duì)于剩另余壽命凡的計(jì)算秋可以假畢定只有封裂紋增槽長(zhǎng)部分躍，裂紋蓬尖端的洽受力起毫主控作適用。為民了計(jì)算有裂紋增厭長(zhǎng)，可射采編用左Par軍i街s幼方程（鉤圖只4役），即粘已知應(yīng)妨力強(qiáng)度勤因子賣幅艱Δ口K旅和裂紋蘇增長(zhǎng)曲校線就可愈以求出痰裂紋擴(kuò)雙展速種度滋da/逝d蘋N納：堪其中鑄，職C毛，通m霜為材料主常數(shù)。慎其愧中姑Δ王σ迅-南-裕最大主就應(yīng)力應(yīng)冤力幅算；班Y波－一修家正系數(shù)薯；許a-輩-紡裂紋大宜小。積皮分式水（刻7善）就可湊以得到雕剩余壽撓命：軍其張中鴨a產(chǎn)0惕為初始井裂紋長(zhǎng)衛(wèi)度犧；混ac扔r駁為臨界潛裂紋長(zhǎng)送度，它或由斷裂杜判據(jù)確屈定，即瓜對(duì)于線勝?gòu)椥圆恼T料，裂贈(zèng)尖應(yīng)力搬強(qiáng)度因筍子達(dá)到寶臨界圖值藏KI持C隊(duì)或剩余萄截面達(dá)致到斷裂強(qiáng)應(yīng)力。薯對(duì)于彈嗎塑性材廟料，可祝以采派用接R返6弊方法莊或顯J室積分判余據(jù)言【腫2怠】散。慘圖趴5銷顯示了留幾種不曠同剩余蜓截錯(cuò)面憑a/螺w彩中毛截辮面受力碑和裂市尖鼻J復(fù)積分的柔關(guān)系。路保證截井面不斷胡裂的條碌件是：混裂狀尖傲J手積分值心小于材述料紗J姓積分臨叔界值。裙由棗J炎積分判村據(jù)可以四確定臨知界裂紋姨長(zhǎng)度。吹再按照顯裂紋增碰長(zhǎng)量可陜以計(jì)算衛(wèi)荷載循此環(huán)次數(shù)腔【肯3鴿】抵。但3貼、兩種滾計(jì)算方騰法的比司較倒按照名雅義應(yīng)力暫方法計(jì)榆算剩余式壽命的牙優(yōu)點(diǎn)是認(rèn)：寫①奴許多疲芽勞試驗(yàn)煤數(shù)據(jù)和將文獻(xiàn)資稅料可供北查閱銀；字②鳴直接使憐用大構(gòu)底件試驗(yàn)薦結(jié)果螺；效③圍在實(shí)驗(yàn)悄數(shù)據(jù)庫(kù)鉛中選用府及使用隔規(guī)范中用數(shù)據(jù)。伙采用第草一種選濟(jì)擇可以拌精確得礙出疲勞潤(rùn)強(qiáng)度，視但對(duì)不母同構(gòu)件居的適用揮性受到棒限制，櫻因此受雪到材料威特征等盆不同因劇素的影娘響。第悼二種選抗擇是從階韋勒試奧驗(yàn)曲線鈔出發(fā)，唯其計(jì)算開壽命的蒼誤差來(lái)蛋自于韋堪勒曲線午斜率的縫假定和找對(duì)低于紙常幅疲濫勞極限懶下應(yīng)力隨幅的處匪理。不倡同的規(guī)滿范中存捆在著很役大的差瓦異，尤島其是疲洞勞曲線桑的斜率可和轉(zhuǎn)折春點(diǎn)，比艙如進(jìn)在窯DS8桑0丟4鑒中對(duì)焊愿接連接識(shí)采羨用攝m=館3可．紹7漠5厭，而對(duì)職于其他菠情況采濤用務(wù)5.0瘡.折在歐洲熱規(guī)纏范走3關(guān)中然和祝EK誼S亮中太，劇搶m棒＝標(biāo)芒3腰到胡貓N絨＝驢5尊，母00絨0袍，植00黑0盒，再按動(dòng)一斜歉線晝2張m約－糧l填＝騰5寇到處形N淚＝銀1關(guān)，驚00憐0服，庭00蝕0照結(jié)束。伍特別值刃得注意去的是：還歐洲規(guī)瓣范搬3瓣的驗(yàn)算供已經(jīng)考訊慮抬了山2.隸5破％的失恰效率。猛另外殘建斜應(yīng)力裹和尺寸定影響已講經(jīng)在材毫料方面燙考慮進(jìn)稱了疲勞蟲分級(jí)曲囑線，而萍在彩DS8怪0驅(qū)4歡／芽6傻中則需陷要附加約考慮一廟個(gè)安全伴系數(shù)。騙這種差易別導(dǎo)致嘩了不同悠的安全夜系數(shù)取翁值狹，敘r煌m尺＝滔1有．朽6秒5霉（資DS8凍0諷4償）免；肅r零m陜=1.售3梨5嗚（歐洲息規(guī)錦范透3花）。真未實(shí)對(duì)受抵力作用悉加以描祥述特別志困難，憑一般都埋是模擬菠車輛過(guò)受橋，通繭過(guò)影響貌加載算內(nèi)出應(yīng)力尸歷程，貧再用計(jì)怕數(shù)法得挎到一個(gè)襪多級(jí)應(yīng)敲力譜。叼像這樣窩應(yīng)力名孕義應(yīng)力望法計(jì)算逆剩余壽吉命不但疑簡(jiǎn)單，布而且已毫有許多為應(yīng)用例澤子。它敬能得到目剩余壽持命的大室致結(jié)果境，但進(jìn)擋一步改環(huán)進(jìn)似乎捐很難。掌它的缺弦點(diǎn)是：升沒(méi)有給響出構(gòu)件備已有的裹損足傷飾;虜由于依翠據(jù)單級(jí)優(yōu)韋勒曲揉線而導(dǎo)共致計(jì)算車結(jié)果分匙散性很者大；小偉于常福邁疲勞極盆限下的癥應(yīng)力幅君影響有咸待于進(jìn)烤一步研憐究；荷斗載序列叫的影響武被忽略戚掉。應(yīng)拍用困難肥和不準(zhǔn)蝶確性在客斷裂力興學(xué)方法蠶中也存檢在，在高初始裂沾紋尺寸嚷和材料我參量的呀確定方似面比較誕昂貴。狗結(jié)果也假呈較大同的分散訊性。覽三、精飯確模擬蠟紛效擴(kuò)拉展的我嚷值計(jì)算馳模型逗對(duì)于小伸范圍屈僵服，裂孝紋受力紋可用線癥彈性應(yīng)狼力強(qiáng)度爭(zhēng)因廣子航K項(xiàng)來(lái)描述薯。在單公級(jí)受力菜狀態(tài)下頌，裂紋停擴(kuò)展階克段的壽眾命可以貪通過(guò)累聰加各循憶環(huán)中裂醒紋增長(zhǎng)怖量郊Δ張a色j舊至臨界坐裂紋長(zhǎng)田度來(lái)計(jì)怒算。這饞種預(yù)測(cè)柳結(jié)果是嫩與油Min務(wù)e徒r庸線性損茅傷積累喬模型相灑一致的蜘。在多燃級(jí)受力散狀況下戲損傷是脹與先后準(zhǔn)順序相延關(guān)的。伶單個(gè)荷往載峰作除用下引道起裂紋慚擴(kuò)展滯棵后效應(yīng)寨，從而秩延長(zhǎng)構(gòu)職件壽命辭。這種票現(xiàn)象的險(xiǎn)解釋是鴉：裂紋眾面位移怒受到裂乒尖的塑裂性和殘就留在斷饞裂面上鐵的塑性麥變形的醉影響，口在外加刪應(yīng)力還予未退回酸到最小合值時(shí)就微已閉合調(diào)。因此窄裂紋擴(kuò)訴展的驅(qū)樂(lè)動(dòng)力不攜是旁Δ郵K禽，而是來(lái)所謂的奮有效應(yīng)涂力強(qiáng)度燦因晝子筆Δ六Kef臟f=K川ma店x滅－襲Ko等p遞。為了持計(jì)算裂保紋面的咬位移，選得先計(jì)帽算裂尖勝近區(qū)的戲受力以悲及裂紋壯張開應(yīng)炊力強(qiáng)度甘因矩子嚴(yán)Ko斷P餃。求解啄裂尖受撤力有兩憲種途徑雹：有限乖元法和鍋數(shù)值近芳似方法拌。由于納采用有務(wù)限元方久法計(jì)算咸裂尖局戒部受力擊非常繁醫(yī)瑣，尤拆其對(duì)彈醫(yī)塑性材彼料和變煤化裂尖炕，因此程近似方帽法具有帽很大的汗優(yōu)越性矛。為了許考慮塑分性閉會(huì)損引起的辨荷載序轎列效應(yīng)煙而涌現(xiàn)航了許多饒近似數(shù)慨值計(jì)算布模型。逢有些模劑型（熔如諷He誦wma裕n綱）認(rèn)為沙：由于評(píng)閉合效辮應(yīng)引起艙的裂紋飼面壓應(yīng)愉力產(chǎn)生悼裂紋擴(kuò)采展的加案速和滯畢后，而攜另一些亂模型（尚如辜Wh獲eel漏e鍋r給和昆Wi術(shù)lle高nbe斃rg享)霸認(rèn)為裂叨紋塑性蚊區(qū)起重譽(yù)要作用蹈。懸1滔．疤Whe寄ele悅r向模型株Whe乳ele揚(yáng)r蜘模型認(rèn)寄為，裂單紋擴(kuò)展閱滯后直筆到當(dāng)前安塑性區(qū)反超越前艙面的過(guò)鴨載塑性撓區(qū)。在衡此滯后倡期間裂蘭紋增長(zhǎng)惰速度為鏟其中局，泉φ映R督為與循繼環(huán)次數(shù)皮相關(guān)的退裂紋滯曲后因子旱：享其中魔，塌r米c雖為當(dāng)前搖塑性區(qū)暑大小隱；好r幣o羞為過(guò)載島塑性區(qū)漲大??；捉指尼數(shù)殘γ布通過(guò)對(duì)召相同類高型受力滲曲線進(jìn)嚇行試驗(yàn)斧與計(jì)算晨對(duì)比得謊到。眼2杏．餅New鎮(zhèn)ma賣n橋模型會(huì)New捕ma太n隊(duì)模型是抓建立領(lǐng)在漲Dug幼dal望e豆模型基守礎(chǔ)之上執(zhí)，將整士個(gè)帶裂鋤紋板分逐成三個(gè)衫區(qū)域：活裂尖塑衛(wèi)性區(qū)、經(jīng)裂紋面批上塑性伴殘余變棄形區(qū)以絲及廣大負(fù)的彈性尾區(qū)，它租適用于鴿中心裂獨(dú)紋板。際利用影孝響系數(shù)仔法可以繳擴(kuò)充錘到觀C緞T勵(lì)試塊等菊幾種常軍見(jiàn)型式翅。但橋扁梁結(jié)構(gòu)捧中構(gòu)造松多種多店樣，為密了使得顆這一近掙似方法蹲具有通始用性，徹文獻(xiàn)千【茶4錢】利用凳有限元把方法將逼之推廣子（見(jiàn)鍋圖偷6吹），適銹應(yīng)各種免荷載形板式、荷南載序列存和幾何糟形狀。民利捕用耀Dug束dal鵲e陜模型也霞可以計(jì)徒算帶表欣面裂紋掛的三維丹裂紋體君。這種舞表面裂醬紋情況陡常常發(fā)詢生在焊壤接接頭隙處。文隨獻(xiàn)腎[5叮]用發(fā)展了帶一種算奸法，不央但可以句預(yù)測(cè)裂絲紋形狀莊變化，批也可以蠅較精確幼地預(yù)測(cè)朋焊接接營(yíng)頭的壽球命，理筋論與試躁驗(yàn)結(jié)果怪對(duì)比相孟當(dāng)一致加。退四、小辛結(jié)棵雖然存州在許多艘估計(jì)構(gòu)樣件剩余卷壽命的餓方法，朵但一般雅都是采羽用名義韻應(yīng)力法腫和斷裂凳力學(xué)方款法，其什優(yōu)缺點(diǎn)職如下：抖（差1窯）對(duì)于賺名義應(yīng)寸力法，紅有許多微現(xiàn)有試賤驗(yàn)結(jié)果懂可用，恒因此相鞋適應(yīng)的膨構(gòu)件壽悟命很容直易被求羅出，但振整個(gè)壽莖命期內(nèi)識(shí)的構(gòu)件源受力必螞須知道綢。嶼（著2禾）當(dāng)采元用歐洲業(yè)規(guī)視范衰3姻以吹及扛EK淋S畏的疲勞絕曲線時(shí)減，不必銜再考慮妖中值應(yīng)不力的影強(qiáng)響，低決于等幅身疲勞極聰限的損邊傷也可拌以加以看考慮。燙（串3違）采用憤名義應(yīng)薦力法，脊許多影刊響量，胞加殘余獎(jiǎng)應(yīng)力、吧中值應(yīng)題力、銹足蝕影響孔等已在槽疲勞抗緞力曲線念中考慮年到。只經(jīng)是荷載史序列影樓響不包垮括在內(nèi)衰。嫌（突4好）采用叉斷裂力燕學(xué)方法呼可以考油慮荷載壤序列影之響，而頭且能清霜楚描述吊裂紋增蹄長(zhǎng)，精籮度較高帽。但對(duì)確微小裂贏紋的增茅長(zhǎng)規(guī)律繳有待進(jìn)闖一步研出究。束參考文狠獻(xiàn)觸【捉1壩】撫D評(píng)．望KOS合tea騰s.舟ZUm狠Be育tri耽ebs貪fes擦tig罪kei核tsv分erh禿alt萌en眉von租Al和umi好niu液m.改Sta邊hlb買au鉤67(導(dǎo)199章8),午Son博der黃hef柜tA攔lum究ini浙um,議111京-13垂0左［雖2忍」陳惟脫珍射.堪有限元蝦方法計(jì)鋒算見(jiàn)J垂積余分連.像計(jì)算機(jī)舞輔助工嫂程扮，賴200碎0坦年著3它月，步第供9啞卷步第無(wú)1奔期楚：敞5榴6霉～玩6便4耽［胃3要］哥Ch打e積n倍．賭We紗izh猜e盞n撫。狀Re紫sts日ich陰erh式eit遠(yuǎn)un罷dR隸est腥leb趟ens墾