在役高桩码头可靠度分析与剩余使用寿命预测

摘要

处于海洋环境中的高桩码头结构，由于受到结构本身及环境等因素的影响，抗力不断衰减，致使构件劣化，破损现象严重，其最终结果是结构整体难以发挥其应有的各项功能而导致结构失效。本文通过对在役高桩码头结构可靠度进行分析及剩余使用寿命预测，建立相关理论体系为其维修加固提供理论依据。
　　 根据《港口工程结构可靠度设计统一标准》，利用JC法，对高桩码头各构件面板、纵梁、横梁及桩基在不同结构等级及不同荷载组合情况下，其在延性破坏和脆性破坏状态下的静态可靠度进行了分析，并且讨论了利用综合随机变量和基本随机变量表达抗力时计算结果的差别，对规范中划分的不同安全等级的可靠指标的差值进行了比较，证明与国内规范吻合较好；然后考虑时间因素的影响，分析了高桩码头相同构件的动态可靠度，并与静态可靠度作了对比并在动态可靠指标的基础上对在役高桩码头结构各构件的剩余使用寿命进行了预测，结果表明：由于考虑了混凝土碳化，钢筋锈蚀等因素的影响，导致抗力随时间的增加不断衰减，使得动态可靠指标低于静态可靠指标；第三方面，针对目前服役多年的高桩码头面临维修加固的需要的状况，本文利用模糊数学的理论，利用模糊层次分析法确定其权重集，建立综合评定矩阵，对在役高桩码头结构面板、纵梁、横梁及桩基构件的可靠性，即适用性、安全性及耐久性进行了评估，建立了模糊综合评价体系并验证了利用该方法评价结构可靠性的可行性，为在役结构的维修加固提供决策依据。