(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211006077.0 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 郭彤　刘中祥　汪诗园　刘杰　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 陈月菊 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命 的评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种桥梁结构多因素耦合作 用疲劳损伤与寿命的评估方法， 包括如下步骤： S1、 复杂服役环境作用数值复现； S2、 桥梁结构性 能数值分析； S3、 易损部位耦合疲劳损伤计算； S4、 桥梁结构剩余寿命预测。 本发明可以准确评 估在役桥梁多因素耦合作用疲劳损伤状况以及 剩余寿命， 定量分析易损部位疲劳损伤中各因 素/作用效应及其耦合效应， 为桥梁的运维管 理、 加固修复以及优化设计提供数据支撑和决策参 考。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115438403 A 2022.12.06 CN 115438403 A 1.一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， 该方法包 括以下步骤： S1、 复杂服役环境作用数值复现； S2、 桥梁结构性能数值分析； S3、 易损部位耦合 疲劳损伤计算； S4、 桥梁结构剩余寿命预测。 2.根据权利要求1所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， S1的具体步骤为： 根据桥梁服役环境结构监测数据， 建立因素/作用表征参数 的概率分布模型， 按各因素/作用联合发生频率和持时的比例确定样本量并进行抽样生成 各因素/作用表征参数样本 。 3.根据权利要求1所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， S2的具体步骤为： 建立包含易损部位的整桥有限元模型； 将S1中各因素/作用 表征参数样本按联合 发生频率和持时的比例以及作用区域组合形成样本系列； 依次输入有 限元模型进行桥梁结构性能数值分析， 获得桥梁易损 部位应力时程； 采用雨流计数方法从 应力时程计算获得等效应力幅和循环次数分布。 4.根据权利要求1所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， S 3的具体步骤为： 根据疲劳、 腐蚀、 磨损单因素/作用下损伤指标和结构性能时 变可靠度计算公式， 分别计算当前计算步疲劳、 腐蚀、 磨损作用结构性能可靠度下降速率； 以可靠度下降速率最大者为当前计算步的主导因素， 由主导因素可靠度下降速率计算得到 当前计算步可靠度下降量， 即各因素作用下可靠度下降速率竞争确定， 当前计算步可靠度 采用上一计算步可靠度减去当前计算步可靠度下降量， 其中第一计算步可靠度为初始可靠 度。 5.根据权利要求4所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， S3中疲劳作用结构性能可靠度βF计算公式如下： 其中， μlnx和σlnx分别表示lnx的均值和标准差， 其中x代表上 式的Δ、 A、 N(t)、 N0和Seq； Δ 是Miner临界破坏累积指标； A是疲劳细节指标； N0是循环次数； Seq是等效应力幅； N(t)等于 365×ADT×N0×t， ADT是日均车流 量， t是以年 为单位的时间。 6.根据权利要求5所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， S3中腐蚀作用结构性能可靠度βC计算公式如下： 其中， μac和σac是腐蚀损伤临界指标的均值和标准差； a(t)是腐 蚀损伤指标； μa(t)和σ(t) 是腐蚀损伤指标的均值和标准差 。 7.根据权利要求6所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， S3中磨损作用结构性能可靠度βW计算公式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438403 A 2其中， μVc和σVc是磨损损伤临界指标的均值和标准； V(t)是腐蚀损伤指标； μV(t)和σV(t)是 腐蚀损伤指标的均值和标准差 。 8.据权利要求7所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其 特征在于， S3中各计算步主导因素为下降速率最大者， 当前计算步可靠度下降量和可靠度 由下列公式计算： β(t)i＝β(t)i‑1‑Δβi          (4) 其中， Δβi是当前计算步可靠度下降量； Δt是时间增量， 以年为单位； β(t)i和β(t)i‑1是 当前计算 步和上一计算 步可靠度。 9.根据权利要求1所述的一种桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的评估方法， 其特征在于， S4的具体步骤为： 依次计算直至前计算步可靠度不小于临界可靠度， 即可得到 耦合疲劳寿命； 否则计算 步增加， 返回S3 。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于： 该程序被处理器 执行时实现如权利要求1～9中任一项所述的桥梁结构多因素耦合作用疲劳损伤与寿命的 评估方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438403 A 3