[发明专利]悬索桥吊索疲劳寿命的计算方法及装置

权利要求书

1.一种悬索桥吊索疲劳寿命的计算方法，其特征在于，包括：

采集预设天数的悬索桥的车辆荷载数据，以重构悬索桥每天的车辆荷载流；

建立悬索桥的三维空间有限元模型，基于所述三维空间有限元模型计算恒载作用下的吊索内力，并获取吊索内力的连续影响面；

将重构得到的每天车辆荷载流加载到吊索内力的连续影响面，获得吊索每天由车辆荷载产生的内力时程曲线；

根据所述内力时程曲线以及恒载作用下的内力获得吊索每天的疲劳损伤，根据所述预设天数内的吊索每天的疲劳损伤确定疲劳寿命；

所述根据所述内力时程曲线以及恒载作用下的内力获得吊索每天的疲劳损伤，具体为：

根据吊索每天的内力时程曲线和恒载作用下的内力获得吊索每天的应力时程曲线，从每天的应力时程曲线中提取出若干个应力循环；

根据所有应力循环对应的循环次数、应力范围以及平均应力，计算吊索每天的疲劳损伤；

所述根据所有应力循环的循环次数、应力范围以及平均应力，计算吊索每天的疲劳损伤，具体为：

对于任意一个应力循环，根据所述应力循环的平均应力以及吊索所用钢丝的极限抗拉强度，对所述应力循环的应力范围进行修正，得到修正后的应力范围；

根据吊索钢丝疲劳强度曲线，获得修正后的应力范围对应的吊索钢丝的疲劳寿命循环次数；

根据所有应力循环的循环次数和相应的疲劳寿命循环次数，获得吊索每天的疲劳损伤。

2.根据权利要求1所述的悬索桥吊索疲劳寿命的计算方法，其特征在于，所述根据所述预设天数内的吊索每天的疲劳损伤确定疲劳寿命，具体为：

计算预设天数内每天的疲劳损伤的平均值，作为日平均疲劳损伤D；

根据公式：获得吊索的疲劳寿命Y。

3.根据权利要求1所述的悬索桥吊索疲劳寿命的计算方法，其特征在于，所述采集预设天数的悬索桥的车辆荷载数据，以重构悬索桥每天的车辆荷载流，具体为：

采用在桥梁端部安装的动态称重系统记录车辆荷载数据，所述车辆荷载数据包括：车辆的总重、轴重、车速、轴距、到达时间、所处车道和车轴数量的数据中的一种或多种；

利用每辆车的车速和到达时间，计算每辆车在每天0时0分0秒相对悬索桥的位置；

将每辆车等效为一个集中力组，每个集中力组中的集中力数量为车轴数量，每个集中力组中相邻集中力的位置间隔等于轴距，集中力的大小等于每个车轴的轴重；

将每辆车所处的车道中心线位置作为等效得到的集中力组在悬索桥上的加载位置；

根据每辆车在每天0时0分0秒的位置，将等效得到的各集中力组按照先后位置排列，形成每天的车辆荷载流。

4.根据权利要求1所述的悬索桥吊索疲劳寿命的计算方法，其特征在于，所述建立悬索桥的三维空间有限元模型，具体为：

悬索桥的主缆和吊索采用杆单元，桥塔采用梁单元，桥面结构采用壳单元和梁单元，以获得悬索桥的三维空间有限元模型。

5.根据权利要求1所述的悬索桥吊索疲劳寿命的计算方法，其特征在于，所述获取吊索内力的连续影响面，具体为：

在所述三维空间有限元模型上加载单位集中力，得到吊索内力的离散影响面，对获得的离散影响面通过线性插值得到所述连续影响面。