在役钢筋混凝土梁桥承载力及可靠度分析方法

摘要

桥梁作为国家重要的基础设施建设项目，同时也是生命线工程的重要组成部分，在整个国民经济生活中占有着越来越重要的地位。桥梁在长期的运营过程中，由于材料性能的退化，普遍存在着承载力下降的问题，因而存在着极大的安全隐患，甚至会导致桥梁垮塌等灾难性的后果。因此，及时对在役桥梁进行承载力评估具有非常重要的意义。本文针对在役钢筋混凝土梁桥，对其承载力退化进行了分析，并对在役钢筋混凝土简支T梁桥极限承载力的简化分析方法进行了研究，具体工作如下:
　　1、分别考虑混凝土碳化和氯离子侵蚀对钢筋锈蚀的影响，从钢筋截面、钢筋强度、钢筋/混凝土粘结性能退化三个方面入手，对在役钢筋混凝土梁桥退化后的设计承载力进行计算分析，提出了一套完整的承载力检算分析流程，并对影响承载力计算的不确定性因素进行了敏感性分析;
　　2、针对在役钢筋混凝土梁桥，提出了一个承载力体系可靠度计算流程，即考虑跨中弯曲破坏、端部剪切破坏两种失效模式，分别利用JC法和MC法计算退化后的构件可靠指标，再运用窄界限法计算构件综合可靠指标，最后利用失效指标计算各构件权重，进而得出其承载力体系可靠指标及失效概率。
　　3、采用非线性有限元软件ANSYS，考虑材料性能退化的影响，引入退化后的材料本构模型，并选用非线性弹簧单元模拟钢筋/混凝土粘结滑移，根据基于梁单元-刚臂元-弹簧单元-钢筋单元体系的空间梁格模型，对在役钢筋混凝土梁桥进行极限承载力分析。
　　4、针对在役钢筋混凝土简支T梁桥，以基于梁单元-刚臂元-弹簧单元-钢筋单元体系的空间梁格模型为计算手段，分析各影响参数与单梁极限承载力间的关系，以此推导出单梁极限承载力计算公式，进而分析得出简支T梁桥的极限承载力快速计算公式，并通过对比ANSYS与公式的计算结果，分析验证该计算公式的正确性和可靠性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 研究现状

1．3 存在的问题

1．4 本文的研究内容

第二章 钢筋混凝土桥梁耐久性退化理论

2．1 概述

2．2 混凝土碳化理论

2．3 氯离子侵蚀理论

2．4 钢筋锈蚀理论

2．5 本章小结

第三章 在役钢筋混凝土梁桥承载力分析方法

3．1 概述

3．2 承载力退化

3．3 承载力分析

3．4 算例分析

3．5 本章小结

第四章 在役钢筋混凝土梁桥承载力体系可靠度分析方法

4．1 概述

4．2 可靠度分析基本概念

4．3 构件可靠度分析方法

4．4 体系可靠度分析方法

4．5 算例分析

4．6 本章小结

第五章 在役钢筋混凝土梁桥极限承载力分析方法

5．1 概述

5．2 材料本构模型

5．3 有限元建模方法

5．4 算例分析

5．5 本章小结

第六章 在役钢筋混凝土简支T梁桥极限承载力简化分析方法

6．1 概述

6．2 基准模型

6．3 公式推导

6．4 分析验证

6．5 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

发表论文和科研情况

致谢