公路大跨度预应力混凝土连续刚构桥长期变形的预测

摘要

近年来，大跨径预应力混凝土连续刚构桥普遍出现跨中下挠严重且持续发展的现象，日益威胁桥梁结构的安全性与行车舒适性。因此，明确结构产生过度下挠的实质成为当前此类桥型急需解决的课题。
　　国内外相关研究表明，引发大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨中长期下挠过大的一个重要原因，是由于混凝土材料自身存在较大的随机性，进而导致传统的确定性设计方法在计算成桥后长期变形时与实际情况有很大的差异。对于此类问题，有必要采用随机方法对其进行研究。综上所述，本文通过结合某公路大跨径预应力混凝土连续刚构桥工程实例，在确定性分析的基础上采用随机分析方法，并将影响主梁长期变形的几类不确定性因素考虑在内，对大跨径预应力混凝土连续刚构桥的跨中长期变形进行概率层面上的分析预测工作。本文主要研究内容包括:
　　(1)简单概括大跨径预应力混凝土连续刚构桥长期下挠成因的发展历程和研究成果，列举国内外主流的混凝土收缩徐变理论模型，结合收缩徐变的机理以及收缩徐变的主要影响因素，将响应面技术与Monte Carlo法相结合并应用于结构长期变形的随机分析中，为计算分析工作提供了简明而高效的分析方法。
　　(2)参阅大跨径桥梁静力仿真分析资料，对某公路大跨径预应力混凝土连续刚构桥进行静力条件下的确定性的分析。通过对实例桥的施工过程控制仿真分析，研究结构的施工过程的内力、挠度和应力变化规律。
　　(3)本文提出一个基于Bayesian理论推导的关于混凝土结构长期变形的计算框架，其中涉及到重要抽样技术和基于响应面的Monte Carlo方法，用于提高计算的稳定性以及效率，经数次逐步计算后便能达到有效缩小长期变形预测不确定性的目的。同时通过采用不同的收缩徐变模型条件下的算例来验证该方法的适用性。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 预应力混凝土连续刚构桥发展概况

1．2 预应力混凝土连续刚构桥的跨中长期下挠

1．3 预应力混凝土连续刚构桥的长期下挠研究概况

1．4 国内外混凝土收缩徐变效应随机分析研究概况

1．5 本文研究主要内容与目的

第二章 混凝土收缩徐变分析理论

2．1 引言

2．2 混凝土收缩徐变的基本概念

2．3 混凝土收缩徐变的机理

2．3．1 混凝土的收缩机理

2．3．2 混凝土的徐变机理

2．4 混凝土收缩徐变模型

2．4．1 CEB-78模型

2．4．2 CEB-90模型

2．4．3 ACI209模型

2．4．4 GL2000模型

2．4．5 B3模型

2．4．6 收缩徐变试验数据库与各种模型准确性的比较

2．5 混凝土收缩徐变效应分析方法

2．5．1 叠加原理

2．5．2 按照龄期调整的有效模量法

2．6 小结

第三章 预应力混凝土连续刚构桥静力分析

3．1 引言

3．2 预应力混凝土连续刚构桥结构分析原理和方法

3．3 工程概况

3．4 计算模型的建立

3．4．1 有限元程序程序介绍

3．4．2 施工材料参数

3．4．3 有限元模型的建立

3．4．4 施工过程的模拟

3．5 静力分析计算结果

3．5．1 内力计算结果

3．5．2 应力计算结果

3．5．3 位移计算结果

3．6 小结

第四章 基于Bayesian理论的随机分析方法

4．1 引言

4．2 Bayesian理论

4．2．1 Bayesian统计模型

4．2．2 Bayesian先验预测

4．2．3 Bayesian后验预测

4．3 似然函数的确定

4．4 重要抽样算法

4．5 响应面技术

4．6 逐步计算方法

4．7 小结

第五章 某大跨径预应力混凝土连续刚构桥随机分析

5．1 引言

5．2 确定性分析与实际观测值的对比

5．3 随机参数的选取

5．4 基于响应面的Monte Carlo法随机分析

5．5 基于Bayesian修正方法的长期变形预测

5．6 小结

第六章 结论和展望

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

参考文献