一种钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法

1.一种钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，其特征在于，包括：步骤1，建立列车荷载模型：通过布设在钢桥上的传感器监测列车荷载响应及轮轨力，将钢桥上通行列车的荷载模型表示为：F＝f(c,l,n,v)；式中，参数c表示列车类型，参数l表示机车类型，参数n表示车辆编组，参数v表示列车运行速度；步骤2，整理实测数据，并进行分类：根据列车荷载模型包含的参数，将实测数据中各参数所包含的变量进行分类、整理；步骤3，根据实测数据，对各参数中各变量分别建立概率模型：对步骤2中整理分类的变量的实测数据进行统计分析，针对各个变量分别采用随机过程来拟合各变量的分布，并建立各变量的概率模型；步骤4，建立列车荷载概率模型：将步骤3中建立的各变量的概率模型进行组合，形成完整的列车荷载概率模型；步骤5，采用Monte-Carlo法生成随机荷载谱：根据所建立的列车荷载概率模型，采用Monte-Carlo法从已知的变量分布中进行抽样，生成一列列的随机列车荷载；步骤6，采用有限元分析，得到钢桥疲劳细节的应力影响线：在已知列车荷载的情况下，针对钢桥的应力历程，采用影响线进行加载，并通过有限元分析，求得疲劳细节的应力影响线；步骤7，采用随机荷载谱进行影响线加载，得到应力历程：将上述生成的一列列随机列车荷载在应力影响线上加载，得到该疲劳细节的应力历程；步骤8，对应力历程进行分析，评估钢桥疲劳：采用雨流计算法对生成的应力历程进行处理，得到疲劳应力谱及循环次数，再根据相应的疲劳分析准则来评估钢桥疲劳状况。 2.根据权利要求1所述的钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，其特征在于，参数c包含的变量为列车数量T或列车数量T及客货比α；当通行线路为客运线路或货运线路时，参数c包含的变量为一个周期内通行的客车或货车的列车数量T；当通行线路为客货共线线路时，参数c包含的变量为一个周期内通行的客车和货车的列车数量T和客货比α两个变量，其中，客货比α表示一个周期内通行的客车与货车的数量比。 3.根据权利要求1所述的钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，其特征在于，参数l包含的变量为机车轴数β和机车轴重L；当通行线路为客运线路时，机车轴数β包含的变量为客车机车轴数β 客 ，机车轴重L包含的变量为客车机车轴重L 客 ；当通行线路为货运线路时，机车轴数β包含的变量为货车机车轴数β 货 ，机车轴重L包含的变量为货车机车轴重L 货 ；当通行线路为客货共线线路时，机车轴数β包含的变量为客车机车轴数β 客 和货车机车轴数β 货 ，机车轴重L包含的变量为客车机车轴重L 客 和货车机车轴重L 货 。 4.根据权利要求1所述的钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，其特征在于，参数n包含的变量为车辆编组数量T C 和车辆轴重L C ；当通行线路为客运线路时，车辆编组数量T C 包含的变量为客车编组数量T CP ，车辆轴重L C 包含的变量为客车车辆轴重L CP ；当通行线路为货运线路时，车辆编组数量T C 包含的变量为货车编组数量T CF ，车辆轴重L C 包含的变量为货车车辆轴重L CF ；当通行线路为客货共线线路时，车辆编组数量T C 包含的变量为客车编组数量T CP 和货车编组数量T CF ，车辆轴重L C 包含的变量为客车车辆轴重L CP 和货车车辆轴重L CF 。 5.根据权利要求1所述的钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，其特征在于，参数v包含的变量为客车运行速度v 客 和/或货车运行速度v 货 ；当通行线路为客运线路时，参数v包含的变量为客车运行速度v 客 ；当通行线路为货运线路时，参数v包含的变量为货车运行速度v 货 ；当通行线路为客货共线线路时，参数v包含的变量为客车运行速度v 客 和货车运行速度v 货 。 6.根据权利要求1所述的钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，其特征在于，步骤5具体包括：步骤501，根据所建立的列车荷载概率模型中各变量分布的概率模型，采用Monte-Carlo法随机生成钢桥上一个周期内通行的列车数量T或列车数量T及客货比α；步骤502，根据所建立的列车荷载概率模型中各变量分布的概率模型，采用Monte-Carlo法随机生成每列客车的客车机车轴数β 客 与客车机车轴重L 客 或每列货车的货车机车轴数β 货 与货车机车轴重L 货 或每列客车的客车机车轴数β 客 与客车机车轴重L 客 及每列货车的货车机车轴数β 货 与货车机车轴重L 货 ；步骤503，根据所建立的列车荷载概率模型中各变量分布的概率模型，采用Monte-Carlo法随机生成每列客车的客车编组数量T CP 与客车车辆轴重L CP 或每列货车的货车编组数量T CF 与货车车辆轴重L CF 或每列客车的客车编组数量T CP 与客车车辆轴重L CP 及每列货车的货车编组数量T CF 与货车车辆轴重L CF ；步骤504，根据所建立的列车荷载概率模型中各变量分布的概率模型，采用Monte-Carlo法随机生成每列客车的客车运行速度v 客 或每列货车的货车运行速度v 货 或每列客车的客车运行速度v 客 及每列货车的货车运行速度v 货 ；步骤505，将上述步骤501-步骤504中随机生成的变量组合在一起，形成一列列完整的随机列车荷载。 7.根据权利要求1所述的钢桥疲劳评估荷载建模及疲劳评估方法，其特征在于，在对各变量的分布进行拟合时，采用正态分布、0-1分布、Weibull分布、均匀分布中的一种分布或几种分布的加权组合。