钢桥结构的断裂与疲劳综述
断裂力学在钢桥的疲劳和断裂中的应用
断裂力学在钢桥的疲劳和断裂中的应用作者：熊茜曾令宏来源：《城市建设理论研究》2013年第03期摘要：随着经济的发展和交通量的增大，我国交通线上存在了大量老龄钢桥，这些老龄钢桥承受着日益繁重的交通荷载，其疲劳剩余寿命己受到桥梁管理部门的高度重视。
为确保老龄钢桥的使用安全，避免不必要的维护与更换，分析老龄钢桥疲劳与断裂的原因与疲劳破坏机理十分必要。
利用断裂力学对钢桥的疲劳与断裂进行科学的分析，进行疲劳寿命估算，在实际工程中具有重要的意义。
关键词:钢桥,老龄化,疲劳,断裂，破坏机理，断裂力学，研究意义。
中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：一．钢桥疲劳脆断的形式及原因由于日益繁重的交通荷载，钢桥构件上出现了大量因疲劳和脆断而引起的局部破坏。
一般都是在快速解理断裂之前疲劳裂纹即已扩展到表面，很少例外。
常常有几种不同类型的裂纹出现在钢桥结构的不同细节上。
1、出于小间隙处的面外变形引起的疲劳裂纹大多数出现在主梁腹板部分。
当该变形引起的开裂出现在桥梁上时，在修复之前会有大量裂纹形成。
由该变形引起的小间隙处的循环应力振幅往往很高，因此在结构体系中同时会形成许多裂纹。
但是，疲劳强度较低的细节部分成较大的内部缺陷可能只产生一条很大的裂纹。
在别处出现很大的损伤之前就能检测出来并修复那些潜在的裂纹部位。
面外变位引起的疲劳裂纹出现在各种桥梁结构中，其中有悬索桥、设有横梁的双主梁桥、多片主梁桥、系杆拱桥和箱梁桥。
裂纹最初形成在平行于结构设计所考虑的拉应力平面内。
这些平行于拉应力的裂纹如果能在转变到垂直于预定荷载产生的拉应力方向之前就被发现并修复，则它们就不会损伤结构的性能。
发生这许多裂纹是因为把这种被口焊接部件作为次要构件或附连件考虑，以至既没有建立焊缝质量判别标淮，又没有要求对受影响的焊缝进行无损探伤检验。
连续纵向加劲肋的拼接处是属于这一类型的普通情况。
与此类似的情况是在竖向加劲肋和水平节点板之间用挡板来施焊的坡口焊缝。
桥梁疲劳
钢桥疲劳设计综述桥梁结构中的应力脉动主要是由活载及其引起的桥梁震动所造成的。
应力变动的幅度越大，即使平均应力小于屈服应力也会发生疲劳破坏。
铁路桥梁列车活载比较大，引起的震动也比较大，所以，铁路桥的疲劳问题更加突出。
公路桥中有些应力变化比较大的地方也要注意疲劳问题。
比如斜拉索如果经常发生风震也会发生疲劳问题。
造成疲劳破坏的原因有钢材的材料特性和局部拉应力的集中程度。
外因则是应力反复的循环特征和次数。
因此在计算结构进行疲劳研究时，需要对上述内因和外因做研究。
1.钢桥的疲劳特征钢桥的疲劳一般认为疲劳失效通常起始于高应力区，如几何突变处、受拉残余应力区和尖锐的不连续处（按裂纹处理）。
在循环应力作用下，疲劳裂纹始于此处，最终在剩余界面不能承受荷载峰值时构件失效。
疲劳裂纹的扩展近似沿最大主应力的垂直方向，其扩展速率成指数增长，早期增长较慢，占疲劳寿命的大部分。
由于这个原因，要较发现钢结构的裂纹则比较困难。
在设计钢桥时，比较容易发生疲劳裂纹的部位有：焊缝的根部或焊址、倒角、冲孔或钻孔、剪开边或锯开边、高接触压力下的表面、张紧索的根部、材料的不连续处或焊接缺陷、由于机械损伤而形成的刻痕或擦痕。
另外，在荷载具有较高动静比、荷载作用频繁、采用焊接、复杂接头的部位、环境的影响也会引起疲劳。
2.疲劳的分析处理方法疲劳的分析处理方法主要有以下四类：（1）无限寿命设计无限寿命设计方法的出发点是构件在设计应力下能够长期的安全使用。
对于等循环应力，即应力幅和平均应力不随时间变化的稳定交变应力状态，无限寿命设计方法的强度条件是构件的工作应力不小于等幅疲劳应力极限强度。
对于随时间变化的不稳定的交变应力状态，可按最大应力幅小于构件的疲劳应力极限进行设计。
无限寿命设计作为一种简化的设计方法，往往使设计的构件过于笨重。
为了充分利用材料的承载潜能，设计应力水平不断提高，疲劳设计方法也从无限寿命设计进入有限寿命设计阶段。
（2）安全寿命设计安全寿命设计是保证结构在一定使用期内不发生疲劳破坏，因此允许构件的工作应力超过疲劳极限。
焊接钢桥结构细节疲劳裂纹成因及解决对策
１ 焊 接 钢 桥 易 疲 劳破 坏 的典 型 细 节
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关 键 词 ： 梁 工 程 疲 劳破 坏 分 析 研 究 典 型 细 节 破 坏 机 理 桥
摘要 ： 种 连接 细节 处不断 出现的疲 劳开 裂是桥 梁钢 结构 所 面临 的主要 问题之 一。在 对 焊接 钢桥 疲 劳 各 破 坏 特 点 及 主 要 影 响 因 素 进 行 分 析 总 结 的基 础 上 ， 合 我 国钢 桥 所 面 临 的 疲 劳 问 题 现 状 ， 十 类 典 型 结 结 对
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钢结构桥梁的疲劳与寿命评估
钢结构桥梁的疲劳与寿命评估钢结构桥梁作为现代城市交通的重要组成部分，承载着大量的车辆和行人通行任务。
然而，长期以来，由于外界环境和车辆荷载的作用，钢结构桥梁容易受到疲劳损伤，严重影响其使用寿命和安全性。
因此，进行钢结构桥梁的疲劳与寿命评估是至关重要的。
一、疲劳损伤机理疲劳是指物体在经历了一定次数的应力循环加载后发生损伤的现象。
钢结构桥梁受到交通荷载作用时，会产生周期性的应力变化，而长期循环加载会导致钢构件内部的裂纹逐渐扩展，最终引发疲劳破坏。
常见的疲劳损伤机理包括低周疲劳、高周疲劳和蠕变疲劳等。
低周疲劳是指加载周期较长，应力变化较大的疲劳损伤，主要发生在大型移动荷载作用下；高周疲劳是指加载周期较短，应力变化较小的疲劳损伤，主要发生在交通荷载作用下；蠕变疲劳则是由于长期受到恶劣环境条件作用下，钢结构桥梁会出现温度变形和应力松弛，从而引发蠕变破坏。
二、疲劳与寿命评估方法为了确保钢结构桥梁的安全使用和延长其寿命，需要进行疲劳与寿命评估。
在评估过程中，可以采用以下方法：1. 材料试验与力学性能研究：通过对钢材料的拉伸试验、冲击试验等试验手段，获取钢材料的力学性能参数，进而分析其疲劳性能。
2. 荷载测量与应力分析：通过悬挂应变片、应变计等装置对桥梁进行实时荷载测量与应力分析，以获取荷载数据与桥梁的应变应力分布情况。
3. 疲劳寿命计算：根据钢材料的疲劳试验数据和荷载数据，采用伤害累积理论来计算钢结构桥梁的疲劳寿命。
4. 结构健康监测：借助现代技术手段，如无损检测、振动测试等，对钢结构桥梁的健康状况进行实时监测，及时发现疲劳裂纹、变形等问题。
5. 寿命预测与可靠性评估：通过建立可靠性模型，综合考虑材料的疲劳特性、载荷环境、结构健康状况等因素，对钢结构桥梁的寿命进行预测与评估。
三、寿命延长与维护策略对于已经投入使用的钢结构桥梁，为了延长其寿命和保障其安全，需要采取适当的维护策略。
具体策略包括：1. 定期巡查与检测：定期对钢结构桥梁进行巡查与检测，发现潜在的裂纹、变形等问题，并采取相应的预防性维修措施。
钢材的疲劳断裂
钢材的疲劳断裂
钢结构的疲劳断裂是裂纹在连续重复荷载作用下不断扩展以至断裂的脆性破坏，塑性变形极小，破坏前没有明显的破坏预兆，危险性较大。
出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度。
疲劳破坏经历三个阶段：裂纹的形成、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂。
对于钢结构，实际上只有最后两个阶段，因为结构中总会有内在的微小缺陷。
对于焊接结构，裂纹的起源常在焊趾处或焊缝中的孔洞、夹渣以及欠焊处；对于非焊接结构件，在冲孔、剪切、气割等处也存在微观裂纹。
钢结构的疲劳寿命
钢结构的疲劳寿命钢结构是一种常见且广泛应用于各种建筑和桥梁工程中的结构材料。
而钢结构在长期使用过程中，特别是受到频繁的振动和荷载变化时，容易产生疲劳现象，并且这种疲劳现象可能对其寿命产生重大影响。
本文旨在探讨钢结构的疲劳寿命，并提供相应的解决方案。
一、疲劳现象及其影响钢结构的疲劳现象是指在荷载作用下，材料会产生应力循环加载和卸载的过程，导致结构材料内部微观组织发生变化，最终导致材料疲劳破裂。
疲劳现象的主要影响包括以下几个方面：1. 寿命缩短：疲劳现象会大大缩短钢结构的使用寿命，使得其无法达到设计要求的预期寿命。
2. 结构安全：疲劳破坏会导致结构的强度和刚度下降，进而影响结构的安全性和可靠性。
3. 维修成本：由于钢结构的疲劳寿命缩短，维修与更换材料的成本也会随之增加。
二、疲劳寿命的评估为了确保钢结构的安全和使用寿命，疲劳寿命的评估是非常必要的。
常见的评估方法包括基于应力范围的S-N曲线法和基于损伤累积的累积损伤法。
1. S-N曲线法：S-N曲线法是一种基于应力以及应力循环次数的方法。
通过对试验样件在不同应力循环次数下的疲劳寿命进行测试，建立应力和寿命之间的关系曲线，即S-N曲线。
通过对实际工况下应力循环次数的估算，可以推算出结构的寿命。
然而，这种方法需要充分考虑材料的应力集中与应力分布的不均匀性。
2. 累积损伤法：累积损伤法是一种根据疲劳寿命的损伤累积进行评估的方法。
通过将钢结构的疲劳信号转化为积累的损伤，结合采用的材料疲劳损伤性能曲线，得出结构在给定荷载循环数下的寿命。
相比于S-N曲线法，累积损伤法更加准确，可以更好地考虑材料内部的疲劳损伤情况。
三、延长疲劳寿命的方法针对钢结构的疲劳寿命问题，人们提出了一系列解决方案，以延长钢结构的使用寿命和提高其疲劳性能。
1. 材料优化：通过选择具有较高抗疲劳性能的材料，如高强度钢、耐疲劳钢等，以提高结构的抗疲劳能力。
2. 设计优化：在设计过程中，合理考虑结构的疲劳荷载，采用减载、增加结构疲劳寿命的方法。
铁路钢桥常见病害及其维修加固构想
铁路钢桥常见病害及其维修加固构想铁路钢桥是铁路建设中非常重要的一部分，是铁路运输安全的重要基础设施，具有承载能力强、使用寿命长、施工周期短等优点。
随着铁路建设的快速发展，钢桥的安全问题也越来越受到关注。
本文对铁路钢桥常见病害及其维修加固构想进行分析。
（一）疲劳由于运输列车的重量、速度和频次的不断增加，桥面受力状况恶化，容易形成疲劳裂缝。
其中水平裂缝和竖向裂缝是疲劳裂缝的两种常见形式。
水平裂缝主要发生在冷弯拐角附近，竖向裂缝则沿着缝隙走向纵向分布。
（二）腐蚀由于桥面直接暴露于空气中，易受氧气、水蒸气、酸雨等环境因素的腐蚀，导致桥面腐蚀、锈蚀。
长时间腐蚀会使桥面材料失去强度，从而导致其不能承受运输列车的重量和振动。
（三）变形桥面因为长期受到车辆的振动和重量的压力作用，容易导致其变形。
变形问题的最大危害是可能导致桥面调整因素失效，进而导致后续的调整无法进行。
（四）松动桥面之间的连接结构和连接件长时间运行，使得连接点处的螺钉或螺母松动，甚至脱落，导致桥面结构的不稳定，进而导致桥面存在风险。
（一）加固策略在维修加固过程中，应采取有效的加固策略，对不同类型的病害应采取不同的加固方式。
例如，使用电阻焊加固疲劳裂缝，采用镀锌管加固腐蚀部位，采用切割焊接技术加固变形部位，采用标准螺纹加固松动部位。
（二）材料选型在进行加固过程中，应根据具体情况选择合适的材料来加固。
例如，如果需要进行腐蚀加固，则可以选择不锈钢材料和金属镀锌材料，如果需要进行强度加固，则可以选择钢材等高强度材料。
（三）切割焊接技术采用切割焊接技术可以有效地加固钢桥的变形部位。
切割焊接技术是将钢板或钢管加工成特定形状的零部件，然后通过切割和焊接技术将这些零部件连接起来，形成一个新的全新结构。
这种技术可以保证桥面的强度和稳定性，并确保桥面在使用寿命内不再发生变形。
（四）监测技术在对钢桥进行维修和加固之后，需要进行定期检查和维护。
监测技术可以提高铁路钢桥的使用寿命和安全性。
钢结构疲劳
• 疲劳强度与反复荷载引起的应力种类 （拉应力、压应力、剪应力和复杂应力 等）、应力循环形式、应力循环次数、应 力集中程度和残余应力等有关。
2、产生疲劳的原因
• （1）连续反复荷载 （2）材料局部缺陷（工艺微裂纹、 焊缝夹渣
3、疲劳破坏机理
根据调查，我国钢结构规范以n=105作为承受动力 荷载重复作用的钢结构构件（如吊车梁，吊车桁架和 工作平台梁等）及其连接所具有的最小疲劳极限。因 此，当设计要求的应力循环次数n≥105时，应进行疲 劳检算。
对钢结构进行疲劳计算时 有如下规定
1）承受动力荷载重复作用的钢结构构件及 其连接，当应力变化循环次数n等于或大于 105次时，应进行疲劳计算； • 2）在应力循环中不出现拉应力的部位， 可不计算疲劳；
的应力变化幅值相同；否则称“变幅疲劳”，如上图
所示。承受吊车荷载的吊车梁属变幅疲劳，因为起吊
重量有时满载，有时欠载。
4.疲劳强度与应力循环次数（疲劳寿命）的关系
为保证疲劳寿命，在设计基准期内应力循环次数n 应大于规定的疲劳极限，如国际焊接学会（IIW）和国 际标准化组织（ISO）建议n=5×106次为疲劳极限。
反复荷载下微裂纹尖端应力集中、材料硬化，裂 纹开展，出现宏观裂纹。
裂纹尖端应力集中使裂纹开展
（3）宏观裂纹发展，断面 削弱，脆性断裂
1.应力比与应力幅
应力比：ρ=max/ min
应力幅：循环一周最大、最小应力差
= max- min
ttLeabharlann 常幅疲劳图2-9变幅疲劳
“常幅疲劳”是指在使用期内交变荷载下每次循环
• 3）计算疲劳时，应采用荷载的标准值；
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清华大学土木系钢桥结构的疲劳破坏分析XXX 201XXXXXX2014-9《钢结构断裂与疲劳》课程论文钢桥结构的疲劳破坏分析（XXXX，土硕X，学号：201XXXXXX）摘要：随着钢桥设计理论和制造技术的快速发展，国内外钢桥迎来了蓬勃发展的时代。
但同时，钢桥的疲劳问题也越来越引起人们的注意。
本文从国内外研究现状、现存技术问题及研究方法等方面对钢桥疲劳问题进行综合阐述。
关键词：钢桥疲劳寿命焊接节点1前言在20 世纪三十年代以后，随着钢桥设计理论和制造技术的快速发展，国外公路钢桥迎来了蓬勃发展的时代。
虽然我国的公路钢桥发展起步较晚，但是从20 世纪八十年代中期以后，随着国内经济与技术水平的迅速提高，我国大跨度公路钢桥进入了建设的高峰期。
尤其进入21 世纪后，我国快速建成了一批规模进入世界前列的钢桥。
随着钢桥的建设规模记录不断被刷新，钢桥已成为大跨度桥梁的主要形式[1]。
近年来，虽然人们对疲劳断裂问题的研究已有一定的进展，工程师也采取了不少预防措施，但是陆续还是有一些钢桥发生疲劳破坏事故，这说明进行钢桥疲劳破坏分析、预测是十分必要的。
但是这项工作同时也是十分困难的。
本文就目前国内外的钢桥疲劳破坏的相关情况予以综述，让读者更加了解钢桥的疲劳破坏。
2国内外研究现状2.1国外钢桥疲劳问题研究历程及现状人们对疲劳问题的研究历史最早可以追溯到19世纪初[2]。
当时金属材料在交通工具和机械设备中逐渐得到广泛的应用，但其中的一些运动部件时常发生破坏。
这些破坏多发生在部件截面尺寸突变处，而且破坏时的应力远低于材料的屈服强度，这些问题引起了工程师们的关注。
1829年，德国矿业工程师W.A.J.Albert对矿山传送带链条进行了反复加载试验，这被公认为是人类最早的疲劳研究工作[3]。
1837年，他发表了第一篇关于疲劳试验结果的论文[4]。
1843年，苏格兰土木工程师W.J.M.Rankine最早研究发现了铁路机车车轴的疲劳破坏是由裂纹出现和发展造成的。
1847年，德国工程师Wöhler开始对疲劳问题进行深入系统的研究。
1850~1869年间，Wöhler利用自行设计的疲劳试验机，对机车车轴进行疲劳试验。
1871年，他发表了最终研究报告，提出了S-N曲线和疲劳极限的概念，明确应力幅是疲劳破坏的决定因素，奠定了金属疲劳研究的基础。
1874年，德国工程师H.Gerber开始对抗疲劳方法进行研究，提出了考虑平均应力影响的疲劳寿命计算方法。
20世纪初，人们开始利用显微镜来研究疲劳机理，研究循环应力产生的滑移痕迹。
1910年，美国学者O.H.Basquin提出了描述金属材料S-N曲线的经验规律，发现在很大应力幅范围内应力幅与疲劳寿命在双对数坐标系中存在线性关系。
1940年，前苏联工程师C.B.CepeHceH提出了无限疲劳寿命设计和有限疲劳寿命设计的概念。
1945年，美国飞机工程师M.A.Miner在A.Palmgren等人研究的基础上将疲劳线性累积损伤理论公式化，形成了著名的Miner线性累积损伤理论[5]。
该理论形式简单，并被许多试验数据所验证。
尽管后来该理论已经被证明并不是完全准确，但是因其能够基本满足工程需求，所以还是被写入一些疲劳规范，得到广泛应用。
从20世纪初开始，一门新兴的学科——断裂力学得到迅速发展。
由于断裂理论能够描述疲劳裂纹扩展过程，因而断裂力学方法成为研究疲劳问题的主要手段。
1920年，英国工程师A.A.Griffith提出了脆性断裂的第一个定量理论[6]，该理论认为裂纹的存在与发展是导致断裂的原因。
当裂纹尺寸a超过临界裂纹尺寸ac时，脆性物体将断裂，这就是著名的Griffith判据。
该判据的提出奠定了断裂理论的基础。
1948年，美国学者G.R.Irwin对Griffith理论进行修正，引入一个裂纹能量释放率G，将G=Gc作为裂纹临界平衡状态的判据，其中Gc代表G的临界值。
Irwin判据的提出标志着线弹性断裂力学的诞生[7]。
由于G值计算并不方便，Irwin 在1957年提出了一个新的物理量——应力强度因子K，K是一个仅与裂纹尖端局部相关联的量，它的确定比G相对容易。
此后在1960年前后，Irwin用石墨做试验，测出裂纹扩展到极限时的K值，记为Kc（后来称为断裂韧性），并提出了新的断裂判据：K=Kc。
1957年，P.C.Paris发现应力强度因子K是影响疲劳裂纹扩展速率的关键参数[8]。
1963年，Paris和Erdogan将疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子幅ΔK联系起来，提出了著名的Paris公式[9]，开创了基于断裂力学的疲劳研究方法。
该公式的提出使得疲劳裂纹扩展研究向前迈进了一大步，通过ΔK就可以分析任意裂纹在任意荷载下的扩展情况，可以避免进行大量的高成本疲劳试验。
由于Paris公式形式简单，而且能够较好地描述疲劳裂纹扩展过程，因此目前被广泛地应用。
在此之后，一些学者在Paris公式的基础上提出了修正的疲劳裂纹扩展速率公式。
20世纪六十年代后，随着一些严重的钢桥疲劳破坏事故的发生，发达国家对钢桥疲劳问题的研究全面展开。
从1967年开始，美国公路界开始了一个规模较大的疲劳试验工作，除了对实桥进行观测之外，也在室内对焊接钢梁进行了许多疲劳试验。
1977年，基于大量的试验数据，美国学者J.W.Fisher编著了关于钢桥疲劳设计指导书籍，该书由钱冬生翻译为中文版《钢桥疲劳设计解说》。
书中指出，对结构疲劳性能起决定作用的应力参数是应力幅，而不是应力比。
1976年，美国的3本钢结构（钢桥）设计规范，即公路钢桥的AASHTO、铁路钢桥的AREA 和钢结构的AISC，均采用了按应力幅进行疲劳验算的新规则[10]。
1980年，在对已有疲劳试验数据进行全面分析研究后，英国发布了专门针对钢桥疲劳设计的BS5400规范第10篇。
该规范应用了当代钢桥疲劳研究的最新理论成果，在较长的一段时期内都处于领先的水平。
另外，随着结构可靠度理论的发展，疲劳问题的可靠度分析已经成为近期的研究热点，也已经取得了不少探索性的成果，不过与实际应用还有一定的距离。
尤其对于钢桥疲劳问题，现有的研究水平还未能很好地解决复杂的工程问题。
2.2国内钢桥疲劳问题研究历程及现状我国在疲劳问题方面的研究起步较晚，钢桥疲劳设计和评估大都是借鉴英国、美国和日本等国家的成功经验，还缺乏对钢桥的疲劳问题进行系统深入的研究[11]。
1986年，钱冬生编写了国内第一本关于钢桥疲劳问题的专著《钢桥疲劳设计》[12]，该书详细介绍和讨论了当时国际上关于钢桥疲劳的最新理论方法。
我国钢桥疲劳研究早期主要集中在铁路桥方面，对铁路钢桥剩余疲劳寿命评估工作始于20世纪80年代[13]。
近年来，日益严峻的公路老龄钢桥疲劳问题引起了许多学者的关注，为此提出了一些评估老龄钢桥剩余疲劳寿命的方法，为老龄钢桥的检修和加固提供指导依据。
目前，国内的一些钢结构设计规范，例如铁路行业的《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005），建筑行业的《钢结构设计规范》（GB50017-2003），均采用应力幅作为疲劳验算的参数，但这些规范与发达国家的规范相比还是比较简单[14]。
公路行业的《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）则至今没有更新，在疲劳问题方面已不能满足公路钢桥快速发展的需要。
由于我国公路钢桥在荷载形式、构造细节、材料性能等方面与国外钢桥有不少差异，直接套用国外规范是欠妥的，尚需完善针对我国公路钢桥的疲劳荷载模型、疲劳构造细节分类、疲劳寿命曲线和疲劳分析方法等重要内容。
3钢桥疲劳分析的主要方法疲劳寿命是设计人员和工程技术人员十分关注的课题，通常疲劳分析的最终目的就是要确定结构或构件的疲劳寿命。
尽管对于该问题也做过大量的试验，也得到了不少有益的数据，然而在复杂疲劳载荷作用下的疲劳寿命计算仍是一个十分困难的问题[15]。
因为要计算疲劳寿命必须有精确的载荷谱、材料特性或构件的S-N曲线、合适的累积损伤理论、合适的裂纹扩展理论等，同时还要把一些影响疲劳寿命的主要因素考虑进去，因此对于目前国内外的疲劳寿命计算方法，准确的讲只能做到估算或者说预测[15]。
目前，疲劳寿命评估方法主要有：传统疲劳寿命评估方法、基于断裂力学的疲劳寿命评估方法和基于损伤力学的疲劳寿命评估方法。
3.1传统疲劳寿命评估方法传统的疲劳寿命评估方法是建立在S-N曲线和Palmgren-Miner线性累积损伤准则基础上的，具体又可以分为名义应力法和局部应力应变法。
名义应力法是以名义应力为控制参数，通过疲劳试验获得名义应力的疲劳寿命曲线，即S-N曲线，通过载荷谱的分析，并按照一定的损伤累积法则来计算预测构件的疲劳寿命。
这种方法以疲劳试验为基础，具有较高的可靠度，因而在工程上得到广泛的应用，这种方法得到的疲劳寿命为总寿命[15]。
局部应力应变法结合材料的循环应力应变曲线，通过弹塑性有限元分析或其他计算方法，将构件上的名义应力谱转换成危险部位的局部应力应变谱，然后根据危险部位应力应变历程估算寿命[15]。
名义应力法适用于承受低应力、高循环的结构，局部应力应变法适用于承受高应力、低循环的结构。
由于钢桥结构一般作用应力不超过屈服点，因此通常使用名义应力法进行疲劳寿命评估。
在获得了桥梁结构的应力时间历程后，为了获得应力幅的变化情况，通常利用循环统计计数方法进行分析，可以得到不同的应力幅及相应的应力幅循环次数，即在疲劳分析中可以直接使用的应力频值谱（简称应力谱）。
通常使用的循环统计计数方法包括普通计数法、功率谱法、雨流计数法、泄水池法等。
工程上最常用的方法是由日本学者M·Matsuishi和T·Endo在1968年提出的雨流计数法[15]。
目前疲劳累积损伤理论有几十种，可分为线性累积理论、修正的线性累积损伤理论、双线性疲劳累积损伤理论、非线性疲劳累积损伤理论和概率疲劳累积损伤理论等。
其中，Plamgren-Miner线性累积损伤理论，简称Miner理论在工程上广泛应用。
另外，Mason双线性累积损伤理论、Marco-Starkey损伤曲线法、Carten-Dolan非线性疲劳累积损伤理论等都很经典[15]。
由于大多数疲劳参数，例如S-N曲线中的材料参数C是通过常幅应力循环下的疲劳试验获得的，所以在得到桥梁构件的变幅应力幅后通常需要将其转变为等效的常幅应力幅。
通常使用的转化方法有：Miner准则、修正的Miner准则、均方根法、改进的均方根法和等效折算法等[15]。
3.2基于断裂力学的疲劳寿命评估方法传统的疲劳寿命评估方法假定结构没有裂纹，评估的是从裂纹产生到扩展，直至结构破坏的全过程。
断裂力学方法描述的是具有初始裂纹缺陷的结构，在交变载荷的作用下裂纹扩展的过程。