Con el aumento del volumen de tráfico y el peso por eje de los vehículos, el problema del daño por fatiga en los tirantes de puentes de grandes luces se ha vuelto cada vez más prominente. El método tradicional basado en la carga cíclica de la mecánica de fracturas tiene dificultades para capturar con precisión las reglas de propagación de grietas por fatiga bajo tensiones aleatorias. Considerando el efecto de cierre de grietas bajo cargas aleatorias, se estableció una relación funcional entre el desplazamiento de apertura de la punta de la grieta y el nivel de tensión; basándose en la ecuación derivada temporalmente del crecimiento de grietas, se construyó un modelo de predicción de la vida útil a fatiga de los tirantes en la escala temporal; se realizaron experimentos de propagación de grietas bajo diferentes relaciones de tensión, que confirmaron la efectividad del modelo mediante curvas de crecimiento de grietas; se estableció un modelo de elementos finitos de un puente colgante bajo tráfico vehicular aleatorio, revelando las leyes de variación temporal del esfuerzo en los tirantes en diferentes ubicaciones, y se utilizó el modelo de propagación de grietas a escala temporal propuesto para analizar el daño por fatiga en los tirantes. Los resultados mostraron que los resultados del análisis de propagación de grietas a escala temporal coincidieron bien con los valores experimentales, que el modelo puede reflejar con precisión la variación en crecimiento “escalonado” de las grietas por fatiga en los alambres de acero; bajo la misma densidad de tráfico, con el incremento del tamaño inicial de la grieta, aumenta la velocidad de crecimiento de la grieta por fatiga en el alambre y se acorta la vida a fatiga; bajo la misma grieta inicial, con el aumento de la densidad de tráfico, se reduce la vida a fatiga del alambre de acero; existen grandes diferencias en la vida útil del alambre de los tirantes en diferentes posiciones, la vida a fatiga del alambre en los tirantes en los extremos es significativamente menor que en la cuarta parte del vano y en el medio del vano, y se debe prestar especial atención a esto.

ingeniería de puentes;tirantes;historial de tensión;vida a fatiga;cargas aleatorias