老化鋼筋混凝土橋梁疲勞壽命評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種老化鋼筋混凝土橋梁疲勞壽命評估方法?；贔ick第二擴(kuò)散定律得到混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕初始時(shí)間，在銹蝕速率模型中考慮混凝土銹脹開裂的影響；采用小裂紋增長與近閾值裂紋增長分析，通過開展鋼筋材料的疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)確定材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率相關(guān)參數(shù)；進(jìn)行腐蝕鋼筋疲勞試驗(yàn)或有限元分析獲得不同腐蝕水平下應(yīng)力集中因子并融入到應(yīng)力強(qiáng)度因子模型中，得到銹蝕影響下鋼筋疲勞裂紋擴(kuò)展速率；比較銹坑增長速率與疲勞裂紋擴(kuò)展速率大小并逐步轉(zhuǎn)化為鋼筋疲勞裂紋單增長機(jī)制分析，同時(shí)結(jié)合車輛荷載觀測信息來實(shí)現(xiàn)橋梁在不同服役階段的壽命評估。本發(fā)明預(yù)測方法合理，推廣性強(qiáng)，可為服役混凝土橋梁的壽命評估提供技術(shù)支持。
【專利說明】
老化鋼筋混凝±橋梁疲勞壽命評估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及服役橋梁安全評估領(lǐng)域，特別設(shè)及一種老化鋼筋混凝±橋梁疲勞壽命 評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼筋混凝±橋梁在服役過程中不斷承受反復(fù)的車輛荷載作用。同時(shí)，在除冰鹽或 沿海等環(huán)境下橋梁中鋼筋極易發(fā)生腐蝕。鋼筋腐蝕會(huì)加速疲勞累積損傷，顯著降低結(jié)構(gòu)使 用壽命。隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論逐步向充分利用材料強(qiáng)度方面轉(zhuǎn)變，再加之日益增長的交通量 及超載的影響，鋼筋混凝±橋梁所受的應(yīng)力幅會(huì)越來越大，發(fā)生疲勞損傷的可能性大大提 高。已有研究表明腐蝕鋼筋混凝±梁疲勞壽命的降低主要由鋼筋截面減小和疲勞強(qiáng)度退化 引起，可忽略粘結(jié)退化的影響，疲勞失效均表現(xiàn)為鋼筋疲勞斷裂的脆性破壞。因此，可將受 拉鋼筋作為研究主體。
[0003] 目前疲勞剩余壽命預(yù)測主要采用兩種方法，一種是基于材料疲勞壽命曲線和損傷 累積規(guī)則的分析法，另一種是基于斷裂力學(xué)和裂紋增長的分析法。采用線性損傷累積損傷 方法計(jì)算簡便，但在隨機(jī)荷載下可能會(huì)產(chǎn)生較大偏差，難W作為疲勞壽命評估的單一標(biāo)準(zhǔn)。 基于斷裂力學(xué)理論的分析方法多是基于單軸加載下長裂紋的增長進(jìn)行分析，現(xiàn)有研究主要 將運(yùn)一方法應(yīng)用于純疲勞分析，而未考慮腐蝕影響；該方法的另一個(gè)必要條件是獲得初始 裂紋，而受材料質(zhì)量、施工水平及結(jié)構(gòu)表面不平滑等客觀條件的限制，對準(zhǔn)確探測初始裂紋 帶來很大困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，
[0005] -種老化鋼筋混凝±橋梁疲勞壽命評估方法，包括W下步驟：
[0006] 步驟一:基于Fi ck第二擴(kuò)散定律，計(jì)算混凝±內(nèi)鋼筋表面氯離子濃度達(dá)到臨界值 的時(shí)間，即得到誘蝕初始時(shí)間；
[0007] 步驟二:采用誘蝕電流密度來表示鋼筋誘蝕速率，計(jì)算混凝±保護(hù)層開裂時(shí)間和 開裂至臨界寬度時(shí)間，得到考慮誘脹開裂影響的鋼筋誘蝕速率計(jì)算模型;通過開展鋼筋材 料的疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)確定材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行腐蝕鋼筋疲勞試驗(yàn)或有 限元分析獲得不同腐蝕水平下應(yīng)力集中因子并融入到應(yīng)力強(qiáng)度因子模型中，獲得誘蝕影響 下鋼筋疲勞裂紋擴(kuò)展速率，比較誘坑增長速率與疲勞裂紋擴(kuò)展速率大小，得到裂紋增長速 率與誘坑增長速率相等時(shí)所經(jīng)歷時(shí)間；
[000引步驟Ξ:通過鋼筋疲勞裂紋增長分析，對疲勞裂紋增長模型從等效初始裂紋尺寸 到臨界裂紋長度積分，得到發(fā)生疲勞斷裂所經(jīng)歷的荷載周期數(shù)，結(jié)合實(shí)測荷載頻率，進(jìn)而得 到鋼筋疲勞裂紋擴(kuò)展控制時(shí)間。
[0009] 所述的方法，所述的步驟一包括：
[0010] 基于Fick第二擴(kuò)散定律，將鋼筋表面氯離子濃度達(dá)到臨界氯離子濃度的時(shí)間作為 腐蝕初始時(shí)間，腐蝕初始時(shí)間Τι表示為
[0011]
(1)
[0012]式中：Τ功鋼筋腐蝕初始時(shí)間；Dc為擴(kuò)散系數(shù);Co為混凝±表面氯離子濃度；e計(jì)為 誤差函數(shù);C為保護(hù)層厚度;Cer為臨界氯離子濃度。
[0013] 所述的方法，所述的步驟二包括，
[0014] 經(jīng)t年后混凝±內(nèi)鋼筋表面的局部腐蝕深度為
[0015] p(t)=0.0116Rjic〇rr(t)dt (2)
[0016] 式中：p(t)為誘坑深度;R為腐蝕不均勻系數(shù)；icwr(t)為電流密度；t為時(shí)間；腐蝕 開始t年后電流密度為
[0017] ic〇rr(t) = 32.1(l-w/c)-i'64 · (t-Ti)-°'2VC (3)
[001引式中：w/c為水灰比；
[0019] 同時(shí)引入加速系數(shù)ka。來考慮混凝±保護(hù)層開裂對腐蝕速率的影響，
[0020]
[0021] 式中：Tsp,lim為誘脹開裂損傷時(shí)間，Tsp,lim = Ti巧cr+Tcc;Tcr為誘蝕開始至開裂時(shí)間； Tec為開裂至界限寬度時(shí)間，其中，
[0022]
[0023] 式中：do為鋼筋周圍空隙厚度;D為鋼筋直徑；U為泊松比；4=(D+2do)V2C(C+D+ 2d0);ft為混凝±抗拉強(qiáng)度;Eef為混凝±有效彈性模量，Eef = E。/α+Φ。r);E。為混凝±彈性 模量；Φ cr為蠕變系數(shù);f C為混凝±強(qiáng)度；
[0024]
[0025] 式中：Wlim為界限寬度；
[0026] 鋼筋表面誘坑增長速率為
[0030]式中：曰1為等效初始裂紋尺寸；ΔΚ化為臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，疲勞裂紋增長速率圖中 10-%ι/周對應(yīng)的值；A Of為疲勞極限;Y為幾何修正因子;其中幾何修正因子Y表示為
[0031] Υ=6(0.752+1.286β+0.37ω3) (9)
[0032] 式中：G
a為裂紋長度；
[0033] 開展疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)，鋼筋疲勞裂紋增長速率表示為
[0034] da/dN=C( AK-AKth)? (10)
[0035] 式中：C、m為與材料相關(guān)參數(shù)，由材料裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)繪制的裂紋擴(kuò)展速率-應(yīng)力強(qiáng) 度因子幅曲線擬合得到;N為疲勞循環(huán)次數(shù)； ΔK為應(yīng)力強(qiáng)度因子幅，Μ： = ；ΓΔ(Τ·Ν/&.，Δσ 為應(yīng)力幅值，Δ 0 = 〇max-〇min，鋼筋應(yīng)力大小通過有限元模擬或《混凝±結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2010》計(jì)算獲得;計(jì)算腐蝕影響下的應(yīng)力強(qiáng)度因子，在疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)的基 礎(chǔ)上，將誘坑引起應(yīng)力集中的影響進(jìn)行量化，采用下式計(jì)算誘坑根部應(yīng)力強(qiáng)度因子Kp(t)，其 中，Kt為應(yīng)力集中因子；
[0036]
[0037] 應(yīng)力集中因子采用有限元方法按實(shí)際誘坑尺寸建模計(jì)算或按下式簡化計(jì)算 [00；3 引
[0039] 采用一個(gè)塑性修正因子來反映材料的塑性變形，即
[0040]
[0041] 式中:P為彈性區(qū)域尺寸;〇日為材料靜力拉伸強(qiáng)度；
[0042] 考慮塑性修正的應(yīng)力強(qiáng)度幅值ΔΚ = ，a'為考慮塑性修正的裂紋長度， 良P曰，=曰+P;
[0043] 將誘坑根部應(yīng)力強(qiáng)度因子引入在疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)中，得到考慮誘蝕影響的 疲勞裂紋擴(kuò)展速率模型，將該模型轉(zhuǎn)化為時(shí)間t的函數(shù)
[0044] da/dt = C( AKp(t廣 AKth^f (14)
[0045] 式中:f為反復(fù)車輛荷載的頻率；
[0046] 隨著荷載的不斷增加，存在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Ttr，使得誘坑增長速率與裂紋增長速率相 等，即
[0047]
。巧 [004引所述的方法，所述的步驟Ξ包括，
[0049]通過對裂紋增長模型從等效初始裂紋尺寸到臨界裂紋長度積分來實(shí)現(xiàn)最后的壽 命評估
[0050]
(IbJ
[0051] 式中：a。為失效時(shí)對應(yīng)的裂紋臨界長度，由材料的斷裂初性和作用荷載獲得，根據(jù) 橋梁實(shí)測的車輛荷載頻率f將疲勞荷載數(shù)N換算為時(shí)間Tcp。
[0052] 所述的方法，壽命評估包括Ξ個(gè)階段:鋼筋誘蝕初始時(shí)間Τι、鋼筋誘坑增長控制時(shí) 間Ttr和鋼肋疲巧裂紋擴(kuò)展枉制時(shí)間Tcp。
[0053] 本發(fā)明的技術(shù)效果在于，采用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的分析方法，并融入實(shí)橋車輛荷 載信息，可有效考慮鋼筋腐蝕形態(tài)、誘脹開裂、應(yīng)力集中、坑蝕增長速率與裂紋增長速率的 競爭，預(yù)測方法合理，推廣性強(qiáng)，可為服役混凝±橋梁的壽命評估提供技術(shù)支持。
【附圖說明】
[0054] 圖1為本發(fā)明的疲勞壽命評估整體示意圖。
[0055] 圖2為材料疲勞裂紋速率相關(guān)參數(shù)擬合示意圖。
[0056] 圖3為誘坑增長速率與疲勞裂紋擴(kuò)展速率競爭示意圖。
[0057] 圖4為發(fā)明的計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[005引如圖1所示，壽命評估可分為Ξ個(gè)階段：鋼筋誘蝕初始時(shí)間Τι、鋼筋誘坑增長控制 時(shí)間Ttr、鋼筋疲勞裂紋擴(kuò)展控制時(shí)間Τερ。具體包括步驟為：
[0059] (1)確定鋼筋腐蝕初始時(shí)間
[0060] 基于Fick第二擴(kuò)散定律，將鋼筋表面氯離子濃度達(dá)到臨界氯離子濃度的時(shí)間作為 腐蝕初始時(shí)間，腐蝕初始時(shí)間可表示為
[0061]
(1)
[0062] 式中：T功鋼筋腐蝕初始時(shí)間;Dc為擴(kuò)散系數(shù);Co為混凝±表面氯離子濃度;e計(jì)為 誤差函數(shù);C為保護(hù)層厚度;Cer為臨界氯離子濃度。
[0063] (2)確定鋼筋腐蝕速率大小
[0064] 經(jīng)t年后混凝±內(nèi)鋼筋表面的局部腐蝕深度為 [00化]p(t)=0.0116Rjic〇rr(t)dt (2)
[0066] 式中:p(t)為誘坑深度;R為腐蝕不均勻系數(shù);iwrr(t)為電流密度;t為時(shí)間。
[0067] 鋼筋表面附著的腐蝕產(chǎn)物會(huì)對鐵離子產(chǎn)生影響，導(dǎo)致腐蝕電流密度隨腐蝕時(shí)間的 增長逐漸減小。因此，腐蝕開始t年后電流密度為
[006引 ic0rr(t) = 32.1(l-w/c)-i'64 · (t-Ti)-°'2VC (3)
[0069] 式中：w/c為水灰比。
[0070] 混凝±保護(hù)層開裂后對腐蝕速率有一定影響。通過引入一個(gè)加速系數(shù)ka。來考慮開 裂對腐蝕速率的影響，
[0071]
[00巧式中：Tsp,lim為誘脹開裂損傷時(shí)間，Tsp,lim = Ti巧cr+Tcc;Tcr為誘蝕開始至開裂時(shí)間； Tec為開裂至界限寬度時(shí)間。其中，
[0073]
[0074] 式中：do為鋼筋周圍空隙厚度;D為鋼筋直徑；U為泊松比；4=(D+2do)V2C(C+D+ 2d〇) ; f t為混凝±抗拉強(qiáng)度;Eef為混凝±有效彈性模量，Eef = Ee/( 1+ Φ er) ; E。為混凝±彈性 模量；Φ cr為蠕變系數(shù);f C為混凝±強(qiáng)度。
[0075]
巧.)：
[0076] 式中:Wlim為界限寬度。
[0077] 鋼筋表面誘坑增長速率為
[007引
巧
[0079] (3)確定等效初始裂紋尺寸
[0080] 等效初始裂紋尺寸并非真正的裂紋尺寸，而是為了促進(jìn)疲勞壽命預(yù)測而采用的一 種等效長裂紋增長分析，等效初始裂紋可表示為
[0081 ]
(8)
[0082] 式中：ai為等效初始裂紋尺寸；AKth為臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，疲勞裂紋增長速率圖中 10^1%/周對應(yīng)的值；A Of為疲勞極限;Y為幾何修正因子。
[0083] 圓形鋼筋在軸向拉力作用下，裂紋沿截面橫向發(fā)展，幾何修正因子可表示為
[0084] Υ=6(0.752+1.286β+0.37ω3) (9)
[0085] ：
[0086] (4)開展疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)
[0087] 鋼筋疲勞裂紋增長速率可表示為 [008引 da/dN=C( ΔΚ-ΔΚ&Γ (10)
[0089]式中：C、m為與材料相關(guān)參數(shù)，可由材料裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)繪制的裂紋擴(kuò)展速率-應(yīng)力 強(qiáng)度因子幅曲線擬合得到（如圖2所示）；N為疲勞循環(huán)次數(shù)；ΔΚ為應(yīng)力強(qiáng)度因子幅，
^曰為應(yīng)力幅值，A 0 = 〇max-〇min，鋼筋應(yīng)力大小可通過有限元模擬或《混 凝±結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010》計(jì)算獲得。
[0090] (5)腐蝕影響下的應(yīng)力強(qiáng)度因子
[0091] 在步驟(4)的基礎(chǔ)上，將誘坑引起應(yīng)力集中的影響進(jìn)行量化，采用下式計(jì)算誘坑根 部應(yīng)力強(qiáng)度因子，其中，Kt為應(yīng)力集中因子。
[0092]
[0093] 應(yīng)力集中因子采用有限元方法按實(shí)際誘坑尺寸建模計(jì)算或按下式簡化計(jì)算
[0094]
[0095] 式中：D為鋼筋直徑。
[0096] 在高周疲勞分析中可假定材料為彈性。對于低周疲勞，材料會(huì)發(fā)生塑性變形，采用 一個(gè)塑性修正因子來反應(yīng)材料的塑性變形，即
[0097]
(。）
[0098] 式中：P為彈性區(qū)域尺寸;〇〇為材料靜力拉伸強(qiáng)度。
[0099] 考慮塑性修正的應(yīng)力強(qiáng)度幅值ΔK = }?σ^/^，a'為考慮塑性修正的裂紋長度， 良P曰二曰+Pd
[0100] (6)誘坑增長與疲勞裂紋擴(kuò)展競爭機(jī)制
[0101] 將步驟(5)所確定的誘蝕的影響融入步驟(4)中，得到考慮誘蝕影響的疲勞裂紋擴(kuò) 展速率模型，將該模型轉(zhuǎn)化為時(shí)間t的函數(shù)
[0102] da/dt = C( AKpW-AKth)mf (14)
[0103] 式中:f為反復(fù)車輛荷載的頻率。
[0104] 隨著荷載的不斷增加，如圖3所示，存在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Ttr，使得誘坑增長速率與裂紋 增長速率相等，即
[0105]
(15)
[0106] (7)疲勞裂紋增長至臨界長度
[0107] 本階段逐步轉(zhuǎn)為鋼筋疲勞裂紋單增長機(jī)制分析，可通過對裂紋增長模型從等效 初始裂紋尺寸到臨界裂紋長度積分來實(shí)現(xiàn)本階段的壽命評估
[0108]
巧旬
[0109] 式中：a。為失效時(shí)對應(yīng)的裂紋臨界長度，由材料的斷裂初性和作用荷載獲得。根據(jù) 橋梁實(shí)測的車輛荷載頻率f可將疲勞荷載數(shù)N換算為時(shí)間Tcp。
[0110] 因此，老化鋼筋混凝±橋梁疲勞壽命即為鋼筋誘蝕初始時(shí)間Τι、鋼筋誘坑增長控 制時(shí)間Ttr和鋼筋疲勞裂紋擴(kuò)展控制時(shí)間Tcp運(yùn)Ξ個(gè)階段之和。本發(fā)明計(jì)算流程圖如圖4所 /J、- ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種老化鋼筋混凝土橋梁疲勞壽命評估方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一:基于F i c k第二擴(kuò)散定律，計(jì)算混凝土內(nèi)鋼筋表面氯離子濃度達(dá)到臨界值的時(shí) 間，即得到銹蝕初始時(shí)間； 步驟二:采用銹蝕電流密度來表示鋼筋銹蝕速率，計(jì)算混凝土保護(hù)層開裂時(shí)間和開裂 至臨界寬度時(shí)間，得到考慮銹脹開裂影響的鋼筋銹蝕速率計(jì)算模型;通過開展鋼筋材料的 疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)確定材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行腐蝕鋼筋疲勞試驗(yàn)或有限元 分析獲得不同腐蝕水平下應(yīng)力集中因子并融入到應(yīng)力強(qiáng)度因子模型中，獲得銹蝕影響下鋼 筋疲勞裂紋擴(kuò)展速率，比較銹坑增長速率與疲勞裂紋擴(kuò)展速率大小，得到裂紋增長速率與 銹坑增長速率相等時(shí)所經(jīng)歷時(shí)間； 步驟三:通過鋼筋疲勞裂紋增長分析，對疲勞裂紋增長模型從等效初始裂紋尺寸到臨 界裂紋長度積分，得到發(fā)生疲勞斷裂所經(jīng)歷的荷載周期數(shù)，結(jié)合實(shí)測荷載頻率，進(jìn)而得到鋼 筋疲勞裂紋擴(kuò)展控制時(shí)間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟一包括： 基于Fick第二擴(kuò)散定律，將鋼筋表面氯離子濃度達(dá)到臨界氯離子濃度的時(shí)間作為腐蝕 初始時(shí)間，腐蝕初始時(shí)間Ti表示為式中：!^為鋼筋腐蝕初始時(shí)間；D。為擴(kuò)散系數(shù);Co為混凝土表面氯離子濃度;erf為誤差 函數(shù);C為保護(hù)層厚度;C。!·為臨界氯離子濃度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步驟二包括， 經(jīng)t年后混凝土內(nèi)鋼筋表面的局部腐蝕深度為 p(t)=0.0116Rji corr (t)dt (2) 式中：P(t)為銹坑深度;R為腐蝕不均勻系數(shù)；i。。!·!·(t)為電流密度;t為時(shí)間；腐蝕開始t 年后電流密度為 ic〇rr(t) =32.1(1^/(^1.64 · (t-Ti)-0.29/C (3) 式中:w/c為水灰比； 同時(shí)引入加速系數(shù)ka。來考慮混凝土保護(hù)層開裂對腐蝕速率的影響，式中：TSP, iim為銹脹開裂損傷時(shí)間，TSP, iim=Ti+TCT+T。。; 為銹蝕開始至開裂時(shí)間;T。。為 開裂至界限寬度時(shí)間，其中，式中：do為鋼筋周圍空隙厚度;D為鋼筋直徑;υ為泊松比；it=(D+2dQ)2/2C(C+D+2d());f t 為混凝土抗拉強(qiáng)度;Eef為混凝土有效彈性模量，Eef = Ecy(l+Φc；r);Ec；為混凝土彈性模量； Φ cr為蠕變系數(shù);fC為混凝土強(qiáng)度；式中:Wiim為界限寬度； 鋼筋表面銹坑增長速率為等效初始裂紋表示為式中：&1為等效初始裂紋尺寸；△ Kth為臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，疲勞裂紋增長速率圖中10- %!/周對應(yīng)的值；△ 〇f為疲勞極限;Υ為幾何修正因子;其中幾何修正因子Υ表示為 Y = G(0.752+1.286β+0.37 ω3) (9)開展疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)，鋼筋疲勞裂紋增長速率表示為 da/dN=C( AK-AKth)m (10) 式中：C、m為與材料相關(guān)參數(shù)，由材料裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)繪制的裂紋擴(kuò)展速率-應(yīng)力強(qiáng)度因 子幅曲線擬合得到;N為疲勞循環(huán)次數(shù)；ΔΚ為應(yīng)力強(qiáng)度因子幅，；Ασ為應(yīng) 力幅值，A o = omax-omin，鋼筋應(yīng)力大小通過有限元模擬或《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010》計(jì)算獲得;計(jì)算腐蝕影響下的應(yīng)力強(qiáng)度因子，在疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將 銹坑引起應(yīng)力集中的影響進(jìn)行量化，采用下式計(jì)算銹坑根部應(yīng)力強(qiáng)度因子KP(t)，其中，Kt為 應(yīng)力集中因子；應(yīng)力集中因子采用有限元方法按實(shí)際銹坑尺寸建模計(jì)算或按下式簡化計(jì)算采用一個(gè)塑性修正因子來反映材料的塑性變形，即式中:p為彈性區(qū)域尺寸;σ〇為材料靜力拉伸強(qiáng)度； 考慮塑性修正的應(yīng)力強(qiáng)度幅值，a'為考慮塑性修正的裂紋長度，SPa' = a+P； 將銹坑根部應(yīng)力強(qiáng)度因子引入在疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)中，得到考慮銹蝕影響的疲勞 裂紋擴(kuò)展速率模型，將該模型轉(zhuǎn)化為時(shí)間t的函數(shù) da/dt = C( Δ KP(t)- A Kth)mf (14) 式中:f為反復(fù)車輛荷載的頻率； 隨著荷載的不斷增加，存在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)Ttr，使得銹坑增長速率與裂紋增長速率相等，BP4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步驟三包括， 通過對裂紋增長模型從等效初始裂紋尺寸到臨界裂紋長度積分來實(shí)現(xiàn)最后的壽命評 估式中：a。為失效時(shí)對應(yīng)的裂紋臨界長度，由材料的斷裂韌性和作用荷載獲得，根據(jù)橋梁 實(shí)測的車輛荷載頻率f將疲勞荷載數(shù)N換算為時(shí)間TCP。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，壽命評估包括三個(gè)階段:鋼筋銹蝕初始時(shí) 間Ti、鋼筋銹坑增長控制時(shí)間Ttr和鋼筋疲勞裂紋擴(kuò)展控制時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105825030SQ201610204595
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】馬亞飛, 郭忠照, 張建仁, 王磊, 劉永明
【申請人】長沙理工大學(xué)