大跨径钢管混凝土拱桥吊杆更换策略理论研究

摘要

拱桥由于其优美的造型和合理的受力形式而得到广泛应用，施工技术和材料工艺的进步促进了桥梁技术的飞速发展，新桥型和新技术不断出现。钢管混凝土拱桥是一种新兴的桥型，在近二三十年内在我国得到了广泛应用。
　　吊杆是该桥型中的一个关键受力构件。由于早期设计经验不足，随着桥梁服役期的增加，吊杆开始出现钢丝锈蚀断裂、防护套开裂、锚具锈蚀破损以及短吊杆破坏等病害，这些因素使得吊杆的实际使用寿命与设计使用寿命相差甚远。为了防止吊杆病害引起桥梁事故，很多桥梁开始对吊杆进行更换，吊杆更换开始进入高峰期。而由于缺乏工程经验，也没有相关的规范可依，现阶段吊杆的更换策略和方案的制定大多参照类似的工程经验进行。因此，对拱桥吊杆更换方案和策略的研究就具有很大的理论知道意义。
　　为此，本文针对拱桥吊杆更换方案和策略的制定进行了初步研究，主要进行了以下工作:
　　①对影响吊杆使用寿命的主要因素进行了总结，并分析其原因和应采取的措施。通过归纳影响因素的共同点，将他们在寿命函数中的体现形式简化。
　　②根据韦布尔分布函数，分别对串并联吊杆系统的失效概率特点进行了分析。
　　③结合工程实例，分析了不同的吊杆更换养护方案对吊杆系统失效概率的影响，并对比了各方案的经济性。
　　④假设案例的吊杆系统为并联形式，对此种情况下的吊杆更换方案进行了对比和优化。
　　⑤总结吊杆更换策略制定应注意的要点，并制定了吊杆更换策略制定流程图。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 钢管混凝土拱桥的发展

1．3 钢管混凝土拱桥的构造

1．3．1 钢管混凝土拱肋

1．3．2 横向联结构件

1．3．3 吊杆、立柱

1．3．4 桥面系

1．3．5 吊杆的构造

1．4 影响吊杆寿命的因素

1．4．1 钢丝锈蚀断裂

1．4．2 防护失效

1．4．3 锚具病害

1．4．4 短吊杆病害

1．4．5 设计使用寿命

1．4．6 影响因素在吊杆寿命函数中的体现形式

1．5 吊杆更换策略研究现状

1．6 依托工程(合阳嘉陵江大桥)简介

1．7 本文主要工作内容

第二章 桥梁寿命周期成本理论

2．1 寿命周期成本理论的基本原理

2．2 寿命周期的成本构成

2．2．1 机构成本

2．2．2 用户成本

2．2．3 易损性成本

2．2．4 环境成本

2．2．5 寿命周期成本的分析流程

2．3 基于寿命周期成本的决策

2．3．1 决策准则

2．3．2 决策方法

2．4 本章小结

第三章 吊杆系统寿命函数

3．1 单根吊杆的寿命函数

3．1．1 寿命周期的定义和分类

3．1．2 寿命函数

3．2 吊杆系统的寿命函数

3．2．1 独立吊杆系统的寿命函数

3．2．2 相关吊杆系统的寿命函数

3．3 初始失效概率与目标失效概率的影响

3．4 养护措施对系统的影响

3．4．1 养护措施对吊杆系统失效概率的影响

3．4．2 吊杆更换措施对系统失效概率的影响

3．5 本章小结

第四章 工程实例分析

4．1 建立吊杆系统模型

4．2 吊杆更换方案分析

4．3 考虑养护措施的吊杆更换方案

4．4 工程实例扩展分析

4．5 选择养护更换策略的要点

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

研究生在学期间发表的论文和取得的学术成果