混凝土梁式桥承载能力极限状态下构件安全可靠性评估研究

摘要

混凝土梁式桥随着材料劣化、交通量增大，不可避免地出现各种损伤而影响桥梁的正常使用，因而混凝土梁式桥安全可靠性评估研究显得尤为重要。本文基于可靠度理论，研究了混凝土梁式桥构件在承载能力极限状态下安全可靠性评估方法和评估标准。主要研究内容如下： 1)总结分析了现有结构评估方法和评估标准的研究现状，对现有在役结构评估方法和评估标准进行了评析，并在此基础上制定本文研究思路。 2)在分析构件抗力随时间衰减的主要影响因素及其时变模型的基础上，通过对设计计算公式有关参数进行折减、修正得到抗力随时间衰减模型。在此同时考虑损伤受弯构件不符合平截面假定的情况。并以单筋矩形截面受弯构件正截面抗弯承载力分析为例，根据混凝土结构设计规范公式推导构件的承载能力衰减模型。以双筋矩形截面受弯构件为例，从锈蚀钢筋混凝土受弯构件的破坏模式入手推导构件的承载能力衰减模型。 3)归纳总结抗力及荷载效应统计参数，综合考虑超载等因素的影响，以期得到在役混凝土梁式桥构件安全性评估方法。 4)以校准法基本原理为基础，采用matlab编制JC法计算程序，建立构件承载能力评估标准。结合国内外研究成果，分析不能继续承载的挠度和裂缝以及构造评估标准。 5)以工程实例验证本文评估方法和评估标准的合理性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2桥梁安全性评估的意义和目的

1.3在役桥梁安全评价及可靠度国内外研究现状综述

1.3.1在役混凝土桥梁结构性能评估方法

1.3.2结构可靠度分析方法

1.4在役桥梁构件安全性评价方法及评价标准评述

1.4.1现有在役桥梁构件安全性评价方法评述

1.4.2现有在役桥梁构件安全性评价标准评述

1.5本文的主要研究内容

第二章混凝土梁式桥构件抗力随时间衰减模型

2.1影响构件抗力衰减的主要因素

2.1.1环境的影响

2.1.2材料内部的作用影响

2.1.3构件抗力不定性因素的影响

2.2锈蚀混凝土构件材料性能劣化时变模型

2.2.1混凝土强度时变模型

2.2.2锈蚀钢筋屈服强度降低系数模型及对比

2.2.3锈蚀钢筋-混凝土协同工作系数模型及对比

2.3锈蚀混凝土构件的承载能力衰减模型推导

2.3.1根据混凝土结构设计规范公式推导

2.3.2根据锈蚀钢筋混凝土受弯构件的破坏模式推导

2.4本章小结

第三章基于可靠度理论的混凝土梁式桥构件安全性评估

3.1桥梁构件的安全性评估准则及评估准则指标

3.2抗力及荷载效应统计参数

3.2.1抗力统计参数

3.2.2荷载效应统计参数

3.3构件承载能力的评估

3.4本章小结

第四章钢筋混凝土梁式桥构件安全可靠性评级标准研究

4.1校准法基本原理

4.1.1作用效应组合的选定

4.1.2极限状态方程

4.1.3基本随机变量的统计参数

4.1.4可靠指标校准计算步骤

4.2一次二阶矩JC法

4.2.1 JC法基本概念

4.2.2 JC法计算程序的编制

4.3构件承载能力评估标准

4.3.1校准结果

4.3.2数据分析处理

4.3.3构件承载能力评估标准

4.4不能继续承载的挠度和裂缝评估标准

4.4.1不能继续承载的挠度评定标准

4.4.2不能继续承载的裂缝评定标准

4.4.3构造评定标准

4.5本章小结

第五章工程实例

5.1工程简介

5.2活载效应计算

5.2.1主梁跨中弯矩横向分布系数的计算

5.2.2主梁跨中活载弯矩的计算

5.2.3车辆荷载效应最大值分布

5.3恒载效应计算

5.4抗力计算

5.5主梁构件可靠指标计算

5.6主梁构件等级划分

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

附录

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢