基于時變體系可靠度的連續(xù)剛構(gòu)橋安全評估方法.pdf

1、可靠度是反映橋梁結(jié)構(gòu)安全性的重要指標，不但能指導橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在橋梁運營階段也能指導橋梁結(jié)構(gòu)的評估、維護和加固。應指出的是，因環(huán)境腐蝕、材料老化，橋梁結(jié)構(gòu)的抗力隨著時間的推移將逐步下降；另一方面，橋梁結(jié)構(gòu)的荷載作用也隨著時間在發(fā)生變化，特別是我國近年來車輛流量、軸重不斷增長。因此，結(jié)構(gòu)可靠度是一個隨時間改變的變量，若在橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評估中不考慮可靠度隨時間的變化，必高估結(jié)構(gòu)的可靠度從而帶來災難性后果。同時，大型橋梁結(jié)構(gòu)往往是復雜的高

2、次超靜定結(jié)構(gòu)，依靠對構(gòu)件可靠度的評估并不能準確反映結(jié)構(gòu)整體的可靠度和安全性，而目前國內(nèi)外對采用結(jié)構(gòu)體系可靠度實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)評估的研究還不成熟，亟待展開深入、系統(tǒng)的研究。
　　本文先從橋梁結(jié)構(gòu)時變荷載作用入手，利用橋梁結(jié)構(gòu)動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）的數(shù)據(jù)計算大橋車輛荷載模型，然后選取合適的劣化模型建立時變抗力模型，最后根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)橋的荷載特性，通過對全局臨界強度分支-約界法的改進，建立了基于時變體系可靠度的連續(xù)剛構(gòu)橋安全狀態(tài)評估方

3、法。
　　本文的主要工作內(nèi)容與研究結(jié)果如下：
　?、俨捎媚尺B續(xù)剛構(gòu)橋 WIM系統(tǒng)長期采集的車輛荷載信息，基于數(shù)理統(tǒng)計原理和K-S檢驗方法編寫概率統(tǒng)計程序，分別建立了該橋的車道流量、車速、車重、車間距等參數(shù)概率模型，并分析了建立穩(wěn)定概率模型所需的最小樣本量。
　?、诟鶕?jù)所得車道流量、車速、車重和車間距概率模型，基于蒙特卡洛方法生成隨機車流以模擬真實車輛過橋過程，進而通過計算得到通過該橋的車隊總重概率模型和車隊總重最大值概

4、率模型，然后結(jié)合有限元計算分析得到設(shè)計基準期內(nèi)車輛荷載效應的最大值概率模型。
　　③選取牛荻濤提出的混凝土強度劣化時變模型和張贊鵬提出的預應力損失時變模型，構(gòu)建了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力時變模型。然后基于JC法提出了構(gòu)件時變可靠度的計算方法。
　　④根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)特性，通過消除恒載作用對搜尋主要失效單元縱深深度的影響、改進構(gòu)件剩余強度計算方法和簡化計算共3個方面對全局臨界強度分支-約界法進行改進，提出了適用于連續(xù)剛構(gòu)橋體系失效模