可靠度理论在简支梁旧桥评估与加固中的应用研究

可靠度理论在简支梁旧桥评估与加固中的应用研究

舒怀珠[1]2004年在《可靠度理论在简支梁旧桥评估与加固中的应用研究》文中提出桥梁是交通运输体系中的枢纽工程,在国民经济和社会生活中起着举足轻重的作用,随着桥梁使用寿命的延长,世界各国对既有桥梁结构的安全性日益关注,桥梁的评估工作已经成为桥梁工程研究迫切需要加强的领域。合理评价桥梁的安全性,是一项迫切而有重大工程意义的课题。 现役桥梁结构可靠性的评定,特别是基于可靠度理论的钢筋混凝土简支梁桥体系的可靠性评估,以及在旧桥加固决策时有效地运用评估结论,是我国桥梁工程界迫切需要解决的课题。本文针对这一问题,主要进行了可靠度理论在钢筋混凝土简支梁旧桥评估与加固中的应用研究工作,提出了基于结构可靠度理论解决上述问题的实用方法,取得如下成果: 一、本文首先深入探讨了桥梁评估的内涵和发展趋势,评价了各种桥梁评估方法的利弊,得出将可靠度理论应用于钢筋混凝土简支梁旧桥进行评估和加固是当前桥梁评估的当务之急。 二、提出了比较系统的简支梁桥抗力、作用效应分布概率模型及相关统计参数,为进行简支梁桥的可靠度计算奠定了坚实的理论和实践基础。 叁、结合简支梁桥的实际情况,就确定的失效模式建立了相对统一的功能函数、极限状态方程表达式,为可靠度的计算创造了条件。 四、本文在借鉴前人研究成果的基础上,进行了简支梁旧桥体系可靠度初步计算研究,并采用规范规定的可靠度计算方法进行了简支梁旧桥的实例计算,对于相对复杂的体系指出了进一步进行可靠度计算的研究思路。 五、在系统深入探讨总结实践的基础上,归纳出了当前在工程实践中比较常用的桥梁加固方法,并探讨了在规定目标可靠指标的前提下,结合本文提出的简支梁桥可靠度计算模型和统计参数,反算需要加固桥梁的有关结构抗力,从而可以进行结构的有关加固设计。 六、本文比较系统的归纳总结了简支梁旧桥的结构可靠度计算详细步骤,并就简支梁旧桥加固中应用可靠指标反算结构抗力总结了步骤及总体思想。 桥梁评估工作是一项综合性非常强的研究领域,涉及的理论复杂,研究难度较大,但是其工程应用前景是广泛的,研究价值重大。本文所作的工作,有些是首次提出或首次进行的,取得了一些成果,随着理论研究的深入和工程应用的迫切需要,会有更多的研究人员进行该领域的研究,这一领域的研究也必将进一步深入。

马亚楠[2]2007年在《基于动态可靠度的在役砼简支梁桥的寿命预测与维修加固全寿命设计》文中进行了进一步梳理随着交通荷载量的加大以及桥梁结构自身材料自然损伤累积的加剧,在役的钢筋混凝土桥梁很多已经不能满足交通发展的要求而必须进行加固维修。而如何合理地评估其在服役基准期内的安全性及寿命预测是加固维修决策的前提和基础。本文根据在役钢筋混凝土桥梁结构的特点,针对当前维修方法多样,资金紧张的实际情况,对其安全评估、寿命预测和维修加固决策进行了研究,主要研究内容如下:1.提出了在役钢筋混凝土结构可靠性的动态模型,在分析研究与抗力衰减最密切相关因素的基础上,建立了基于结构生命全过程的抗力衰减模型;基于服役基准期与设计基准期的不同,考虑结构的安全因素,修正了荷载效应模型,为在后续的动态可靠度计算中参数的变化趋势与实际情况保持一致打下了基础。2.在前面所建立的桥梁可靠性动态模型的基础上,提出了一种不同服役基准期内动态可靠度的计算方法。根据与设计使用期年可靠度控制水平相同的条件,建立了不同服役基准期内目标可靠指标的控制理论。在上述基础上,提出了在役桥梁的剩余使用寿命预测的计算流程,以方便工程人员使用。3.根据在役桥梁结构的特点,提出了以动态可靠度为约束,以经济效益与维修加固费用的比值为目标函数的在役桥梁维修加固方案的决策模式。综合考虑维修加固引起的环境污染等各方面经济社会效益,提出了在役桥梁维修加固的经济分析方法,为桥梁的维修加固决策提供科学依据。4.考虑锈蚀情况对构件承载力的影响,给出了桥梁结构加固后抗力的随机过程模型。将结构的动态可靠度与经济优化理论结合起来,预测结构维修加固的经济剩余使用寿命。5.在前面研究的基础上,提出了基于动态可靠度计算方法和桥梁维修加固方案决策模式的桥梁维修加固全寿命设计的计算流程。最后,通过算例,验证了本文所提出模型的可行性,在实例应用中显示出一定的参考价值。

张乐[3]2013年在《基于概率理论的桥梁承载能力评定方法研究》文中提出随着桥梁服役时间的增长,由于环境腐蚀及交通量的不断增加,逐渐产生结构功能衰退的现象,其可靠度将降低。对既有桥梁结构进行承载力鉴定及可靠度评估是保证结构在未来服役期内安全使用的前提。由于结构的抗力随着时间而变异,将结构的抗力视为随机变量。另外,结构荷载效应也是因服役评估期不同而随时间变化。另一方面如果桥梁经历了某次荷载的验证作用,其数据结果能用于结构的参数修正,从而使结构的可靠度评估更加符合实际。针对这些情况,本文主要做了如下工作:(1)总结了结构可靠度的基本概念、原理及计算可靠性指标的常用方法。(2)基于恒载模型、车辆荷载模型,在国内外各种调查资料的基础上,研究了混凝土桥梁的荷载效应模型。(3)根据可靠性指标的计算方法,采用JC法对西苏堡特大桥上部结构的可靠度进行了计算分析。各主要截面可靠度指标均大于目标可靠度4.7,确定该工桥安全性高,即符合国家现行标准规范要求的。(4)根据时变可靠度理论预测了西苏堡特大桥在后续服役期的可靠度指标。达到了使用年限的要求,并且预留了一定的安全度,数据表明桥梁的可靠度随着结构服役时间的增长在不断降低。(5)介绍了验证荷载基本原理,通过桥梁荷载试验提供的数据资料对结构抗力直接进行推断,进而对结构的安全性做出合理评价的方法。在验证荷载和抗力衰减两个因素中,抗力衰减对结构可靠度的影响更显着;证明考虑抗力变化后结构可靠性有所降低,环境条件越恶劣,结构可靠性降低程度越大,并有可能不满足目标可靠度要求。(6)通过实例计算和理论分析,指出验证荷载能够更好的分析出结构实际的可靠度,主要是因为影响了抗力的尾部的有效截去,验证荷载法作为一种对结构抗力进行直接性推断的方法,具有理论上的优越性。研究结果表明:采用时变可靠度理论对既有桥梁结构的安全性评定,不仅可以使工程师对结构目前的状况有较好的了解,还可以使相关管理部门对结构未来的服役情况和近似预测,并且根据时变可靠度评定的结果开发桥梁的健康监测系统。我们还需根据结构的不同实际服役环境来选择合适的抗力衰减规律,对结构后继服役期内的可靠度进行正确评估,进而利用可靠指标的变化规律为结构制定合理的维修加固方案。另一方面,在考虑验证荷载下的可靠度分析中,由于结构可靠度分析的验证荷载法建立在非破坏性的验证荷载试验基础上,并可使结构可靠度在一定条件下得到提高,因此该法有着较好的应用前景。面对实际还存在诸如试验方法、试验结果评价等问题,还需进一步研究和实践。

参考文献:

[1]. 可靠度理论在简支梁旧桥评估与加固中的应用研究[D]. 舒怀珠. 武汉理工大学. 2004

[2]. 基于动态可靠度的在役砼简支梁桥的寿命预测与维修加固全寿命设计[D]. 马亚楠. 江苏大学. 2007

[3]. 基于概率理论的桥梁承载能力评定方法研究[D]. 张乐. 沈阳建筑大学. 2013

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