基于結(jié)構(gòu)可靠度理論的梁式橋安全性評估方法研究.pdf

1、近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和交通量的持續(xù)增長，橋梁結(jié)構(gòu)的安全性問題變得日益突出。如何正確、合理的評估橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，已逐漸成為橋梁工程領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題。
　　 結(jié)構(gòu)可靠度理論是一門新興的邊緣學(xué)科，將其應(yīng)用到橋梁的安全性評估中，可以科學(xué)準(zhǔn)確地評價橋梁結(jié)構(gòu)體系的可靠性。本文以結(jié)構(gòu)可靠度理論為基礎(chǔ)，對鋼筋混凝土梁橋的安全性評估問題進(jìn)行了較深入的研究，主要研究工作和成果如下：
　　 1.對結(jié)構(gòu)可靠度的基本理論進(jìn)行了總結(jié)，

2、詳細(xì)論述了四種常用的結(jié)構(gòu)可靠度計算方法，并比較了各自的優(yōu)缺點；基于分枝界限法與可靠性分析中常用的分析方法故障樹分析法，提出了一種尋找結(jié)構(gòu)主要失效模式的有效算法-最小割集計算法。
　　 2.論述了橋梁結(jié)構(gòu)的抗力模型和荷載作用模型。以往結(jié)構(gòu)可靠性分析都采用靜態(tài)可靠度方法，即不考慮抗力隨時間的衰減。本文在借鑒相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)抗力模型和荷載作用模型中引入時間參數(shù)t，為現(xiàn)役鋼筋混凝土梁橋的安全性評估提供了理論依據(jù)。
　　

3、 3.闡述了隨機(jī)有限元法在結(jié)構(gòu)可靠性分析中的應(yīng)用，著重介紹了蒙特卡羅隨機(jī)有限元法的基本思路以及在ANSYS軟件中的應(yīng)用，并指出鋼筋混凝土橋梁可靠性分析思路和評定準(zhǔn)則。本文以結(jié)構(gòu)可靠性理論為基礎(chǔ)，利用ANSYS軟件建立鋼筋混凝土橋梁隨機(jī)有限元模型。
　　 4.為了驗證隨機(jī)有限元方法的正確性，進(jìn)行了兩片鋼筋混凝土T形梁模型的承載力全過程靜載試驗，同時參考了南京航空航天大學(xué)張彬同學(xué)所進(jìn)行的矩形截面鋼筋混凝土梁疲勞試驗的數(shù)據(jù)，并對試驗

4、梁進(jìn)行了可靠性分析。
　　 (1)鋼筋混凝土T形梁承載力全過程靜載試驗對試驗梁的荷載-各控制截面撓度曲線、各受力階段撓曲線、荷載-混凝土(鋼筋)應(yīng)變曲線、截面應(yīng)變分布曲線、裂縫分布與發(fā)展?fàn)顩r以及荷載與裂縫寬度的關(guān)系曲線等特性進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗研究，并獲得了非線性有限元模型的參數(shù)，將試驗結(jié)果與數(shù)值模擬分析結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
　　 (2)矩形截面的鋼筋混凝土梁疲勞試驗對試驗梁的跨中撓度與加載次數(shù)關(guān)系曲線、混凝土(鋼筋)應(yīng)變與

5、加載次數(shù)關(guān)系曲線、截面應(yīng)變分布曲線、鋼筋混凝土梁的S-N曲線以及裂縫分布與發(fā)展?fàn)顩r等特性進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗研究，并對試驗梁進(jìn)行了結(jié)構(gòu)疲勞分析，將試驗結(jié)果與數(shù)值模擬分析結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
　　 (3)鋼筋混凝土試驗梁的可靠性分析，得出試驗梁的應(yīng)力、變形特征以及敏感性分析圖，并繪制出可靠度指標(biāo)與荷載(加載次數(shù))的關(guān)系曲線。研究表明，可靠性分析結(jié)果與試驗結(jié)果完全吻合，此方法適用于新建的鋼筋混凝土梁橋結(jié)構(gòu)的可靠性分析。
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