钢结构中疲劳裂纹增长概率模型和Bayesian动态预测

陈梦成，方 苇，杨 超，谢 力

(1.华东交通大学 省部共建轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室，江西 南昌 330013；2.华东交通大学 土木建筑学院，江西 南昌 330013)

近50年来，随着我国改革开放和经济实力提升，基础设施建设得到蓬勃发展。大量既有桥梁结构在使用环境和使用荷载作用下结构性能逐渐下降，产生疲劳裂纹并不断扩大，严重影响了桥梁的耐久性和适用性，甚至有部分桥梁尚未达到设计使用年限就已经出现重大安全隐患。准确地预测桥梁工程中钢结构性能退化和疲劳寿命评估是进行桥梁结构维修与决策、延长桥梁使用寿命的关键[1-2]。工程结构可靠度理论的研究是个长久的课题，早在20世纪70年代发达国家就已开始进行服役工程构件及结构系统的可靠性分析及预测的研究[3-4]，从20世纪90年代开始，结构时变可靠性评估已成为国内外学者的研究热点[5-6]，但结构时变可靠性的计算方法还远不成熟。

结构可靠性的研究通常是通过考虑影响结构性能退化的各不确定因素，推算结构抗力的时变概率特性[7-10]，从而建立结构抗力随机过程模型[7-8,11-12]。但在具体的实践中，因桥梁结构耐久性问题的时间周期长、影响因素复杂、不确定性大、不同结构从材料到构件再到结构设计的差异性等因素，很难用某一种模型来概括。已有的工程结构失效预测和可靠性评估模型也无法做到充分考虑实际工程中各种复杂因素对各参数的影响。因此研究结构可靠性就要求建立合理的结构性能随机过程模型[13]。……