徐變對大跨度鋼管混凝土拱橋靜力及動力可靠性的影響研究.pdf

1、近年來我國鋼管混凝土拱橋建設(shè)長足發(fā)展。目前其綜合時(shí)效問題非常突出，長期性能已開始成為影響該種橋型發(fā)展的重要因素?；炷列熳冃?yīng)對鋼管混凝土拱橋的依時(shí)行為影響顯著，是鋼管混凝土拱橋基礎(chǔ)理論研究中特別需要深入關(guān)注的問題。進(jìn)一步開展鋼管混凝土拱橋徐變靜動力效應(yīng)的理論研究工作，從廣度上而言，意味著需從靜力范疇拓展到動力范疇去認(rèn)識徐變對結(jié)構(gòu)的影響，推動徐變相關(guān)的靜、動力交叉問題研究;從深度上而言，意味著需從確定性問題領(lǐng)域過渡到隨機(jī)問題領(lǐng)域，從概率

2、角度出發(fā)，研究徐變對結(jié)構(gòu)可靠度的影響。基于以上兩方面的考慮，取二者交點(diǎn)為主題，本文重點(diǎn)研究了徐變對鋼管混凝土拱橋靜力可靠性、隨機(jī)振動響應(yīng)以及動力可靠性的影響。
　　本文從分析混凝土的變形性能和徐變機(jī)理入手，基于現(xiàn)有的徐變試驗(yàn)數(shù)據(jù)并以混凝土徐變微觀本構(gòu)模型為工具，首先在材料層次研究了混凝土徐變的基本性質(zhì)，提出了含不同摻和材料的混凝土的徐變數(shù)學(xué)模型。在材料模型的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值方法分析了鋼管高強(qiáng)混凝土、鋼管粉煤灰混凝土軸心受壓構(gòu)件的徐

3、變行為，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證，為后面延續(xù)到結(jié)構(gòu)層次的徐變研究打下基礎(chǔ)。
　　在徐變對結(jié)構(gòu)的靜力行為影響方面，本文引入來自于混凝土徐變模型、材料以及結(jié)構(gòu)幾何三方面的不確定性因素，利用基于拉丁超立方體抽樣方法的MonteCarlo法對考慮輸入變量隨機(jī)性的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了徐變效應(yīng)的概率分析，同時(shí)給出了徐變對結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度影響的評價(jià)方法，以及結(jié)構(gòu)徐變效應(yīng)的敏感性分析方法。
　　在徐變對結(jié)構(gòu)的動力行為影響方面，本文系統(tǒng)地分析了靜動力行為

4、、持續(xù)荷載與瞬時(shí)荷載、長期效應(yīng)與瞬時(shí)響應(yīng)之間的聯(lián)系，闡釋了徐變對結(jié)構(gòu)動力行為影響的機(jī)制，以長期持續(xù)荷載作用后混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)為基礎(chǔ)，提出了混凝土徐變后效的預(yù)測模型。以此為基礎(chǔ)，本文首先分析了徐變對鋼管混凝土拱橋動力特性以及不同激勵(lì)作用下確定性動力響應(yīng)的影響，然后采用結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動分析的虛擬激勵(lì)方法，以鋼管混凝土拱橋在一致、非一致地震激勵(lì)作用下的隨機(jī)振動分析結(jié)果為依據(jù)，在均方響應(yīng)的意義上揭示了徐變對其隨機(jī)地震響應(yīng)的影響規(guī)律，對徐變與結(jié)構(gòu)動