既有預應力混凝土橋梁結構可靠度與壽命預測研究.pdf

1、預應力混凝土橋梁投入使用一段時間后，由于結構材料的自然老化、車輛荷載的不斷增加、日益惡化的環(huán)境影響以及使用養(yǎng)護不當，相當一部分橋梁不可避免地出現(xiàn)各種各樣的結構損傷和缺陷，大量既有橋梁承載能力不足、老化、破損已經成為國內外十分關注的課題。
　　 本文針對既有預應力混凝土橋梁結構的特點，在總結已有研究成果的基礎上，分別對承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)的可靠度及壽命預測問題進行了深入的研究，主要工作內容包括以下幾個方面：
　　

2、 1、預應力混凝土橋梁結構時不變可靠度分析研究
　　 根據(jù)我國現(xiàn)行的橋梁設計規(guī)范，分別定義了預應力混凝土橋梁結構的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)方程，結合現(xiàn)有文獻中的統(tǒng)計參數(shù)，將作用效應、材料特性和相應的幾何參數(shù)均視為隨機變量，采用可靠度分析的一次二階矩方法(FORM法)，以中華人民共和國交通行業(yè)公路橋梁通用圖中的預應力混凝土簡支T梁橋為例，分別計算了多種跨徑的預應力混凝土簡支梁抗彎承載能力可靠度指標和構件正截面抗裂可靠度指

3、標，揭示并分析比較了按現(xiàn)行規(guī)范設計的預應力混凝土簡支梁橋的可靠度水平。
　　 2、既有預應力混凝土橋梁結構的廣義抗力弱化模型研究
　　 討論預應力混凝土結構廣義抗力退化模型，總結了現(xiàn)有文獻中有關混凝土結構承載力弱化模型和統(tǒng)計參數(shù)，以氯離子對混凝土結構的侵蝕破壞為主，重點分析了氯離子在混凝土中擴散的重要影響因素以及各自的概率統(tǒng)計特性，在此基礎上，研究了銹蝕鋼筋混凝土強度預測模型和銹蝕鋼筋截面面積退化特性，針對鋼筋銹蝕的兩種

4、形態(tài)，分別給出了均勻銹蝕和局部銹蝕預應力混凝土承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的時變抗力計算模型。
　　 3、既有預應力混凝土橋梁結構承載能力時變可靠度研究
　　 建立了現(xiàn)有預應力混凝土橋梁抗彎承載能力的時變可靠度計算模型，討論了結構時變可靠度的計算方法，編制了可靠度計算實用分析程序，計算了時變可靠度指標，以多座預應力混凝土簡支T梁橋作為實例，在考慮其抗力時變特性的理論基礎上，研究承載能力可靠度的衰減規(guī)律，從而較為真實

5、地揭示了預應力混凝土簡支梁橋生命線結構構件的時變可靠度指標和任意時段可靠度指標。
　　 4、既有預應力混凝土橋梁結構正常使用極限狀態(tài)時變可靠度分析
　　 建立了預應力混凝土簡支梁橋正常使用極限狀態(tài)可靠度計算的極限狀態(tài)方程，首先計算了預應力混凝土簡支梁抗裂和撓度的時不變可靠度指標，在考慮多種橋梁結構抗力退化模型的基礎上，進一步給出了既有預應力混凝土梁橋的時變可靠度計算方法，采用了一次二階矩方法(FORM法)和蒙特卡洛方法(

6、Monte Carlo法)的計算原理，利用C++編制了可靠度計算程序，研究了考慮抗力退化的多座預應力混凝土簡支梁的正常使用極限狀態(tài)的時變可靠度問題。
　　 5、基于時變可靠度理論的既有預應力混凝土橋梁結構剩余壽命預測研究
　　 通過對預應力混凝土簡支梁橋結構構件設計可靠度指標的校核計算、臨界可靠指標的定義以及考慮構件抗力退化的時變可靠度指標的分析研究，提出了基于時變可靠度理論的既有預應力混凝土橋梁結構的承載能力剩余壽命評