懸索橋預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)時變可靠度研究.pdf

1、懸索橋的錨固系統(tǒng)是整座橋梁的安全所系，其可靠度水平直接關(guān)系橋梁的安全狀態(tài)。國內(nèi)懸索橋預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，傳統(tǒng)上采用灌注水泥砂漿進(jìn)行防護(hù)，近年來又發(fā)明了可更換預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，采用灌注油脂進(jìn)行防護(hù)，是技術(shù)上的進(jìn)步。然而對于這種錨固系統(tǒng)的實際腐蝕狀況以及設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的可靠性如何，很少見有報道及研究。本文嘗試應(yīng)用可靠度理論，對預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)考慮腐蝕因素的可靠性做了初步研究，主要工作內(nèi)容如下:
　　通過對影響鋼絞線腐蝕因素的研究，基

2、于已有的實驗研究結(jié)果建立了預(yù)應(yīng)力鋼絞線力學(xué)時變模型;
　　介紹目前時變可靠度理論研究中常用的幾種方法，分別編制了相應(yīng)算法的程序，并對各方法的計算結(jié)果進(jìn)行了比較分析，討論了各算法的適用性;
　　對錨固系統(tǒng)的失效模式進(jìn)行分析，基于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的力學(xué)性能退化模型建立了錨固系統(tǒng)時變抗力模型，基于資料統(tǒng)計及有限元計算結(jié)果建立了荷載效應(yīng)模型，進(jìn)而建立錨固系統(tǒng)功能函數(shù)表達(dá)式。通過計算了錨固系統(tǒng)的時變可靠度指標(biāo)評估設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)錨固系統(tǒng)的可靠

3、性。分析了錨固系統(tǒng)的時變風(fēng)險率，并對功能函數(shù)各隨機(jī)變量的參數(shù)敏感性進(jìn)行了分析。
　　計算主纜索股在腐蝕損傷情況下的可靠度指標(biāo)，并與其相應(yīng)的安全系數(shù)進(jìn)行比較，討論了采用傳統(tǒng)安全系數(shù)法設(shè)計的主纜在壽命期內(nèi)的可靠性。
　　建立基于時變可靠度的錨固系統(tǒng)檢修決策模型，基于后期檢修總費用最小的目標(biāo)及可靠度指標(biāo)限值的約束條件對檢修決策進(jìn)行了優(yōu)化。該優(yōu)化算法利用事件樹模型考慮了所有維修的可能性，考慮檢查的精度以及后期檢修費用的折現(xiàn)。利用該算

4、法對不同條件下的檢修決策優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了討論。
　　研究結(jié)果表明，懸索橋的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)可靠性對腐蝕較為敏感，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的可靠度指標(biāo)退化較快。對隨機(jī)變量的參數(shù)敏感性分析表明錨固系統(tǒng)可靠性的降低主要由于預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕導(dǎo)致性能退化。對主纜索股的可靠度分析表明，采用傳統(tǒng)安全系數(shù)法設(shè)計的主纜具有較高的可靠性，盡管索股的腐蝕損傷會導(dǎo)致可靠度指標(biāo)降低，但是對于極限承載能力狀態(tài)的可靠度指標(biāo)而言仍然在大多數(shù)情況下滿足要求。錨固系統(tǒng)檢修決策方案的