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公路预应力混凝土桥梁的时变可靠度分析

作　者: 姜海君
导　师: 向天宇
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 预应力混凝土简支梁 时变可靠度 敏感度 钢筋锈蚀 FORM法
分类号: U448.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 45次
引　用: 1次
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内容摘要


既有桥梁的可靠性研究是结构工程领域内世界各国都广为关注的问题之一。以往对桥梁结构的可靠度问题研究相对较多；而对桥梁结构的时变可靠度问题的研究相对较少。通过对桥梁结构的时变可靠度的研究,可以对桥梁结构进行合理的设计、维护和加固,以增长桥梁结构的使用寿命。因此,研究既有桥梁的时变可靠度问题不仅具有重要的理论意义,而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济效益及社会效益。本文首先对时变可靠度理论的发展、国内外时变可靠度的研究情况、可靠度基本理论及计算方法和钢筋锈蚀机理进行了简要的介绍。在借鉴前人研究成果的基础上,建立了抗力计算模型、荷载概率模型及抗力衰减模型。影响抗力衰减因素比较多,本文为了便于分析,建立了仅考虑钢筋锈蚀作用的抗力衰减模型。把恒载、车辆荷载、材料性能和几何参数均视为随机变量。应用FORM法(First Order Reliability Method)对预应力混凝土简支梁进行时变可靠度分析。本文应用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62—2004),从承载力极限状态和正常使用极限状态两个方面对公路桥涵标准图(JT/GQS 024—83)中25m、30m、35m和40m四种跨径预应力混凝土简支梁的时变可靠度问题进行分析；同时也对可靠指标对随机变量的敏感度进行了研究分析。研究结果表明,两种极限状态可靠度均随着时间的增长而减小；相同服役年数的情况下,跨径越大可靠指标越低。计算所得承载力极限状态可靠指标均高于“公路统一标准”的目标可靠指标。同时得出了可靠度的主要影响因素。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章 绪论  12-17
  1.1 结构时变可靠度理论的发展  12-13
  1.2 国内外桥梁结构时变可靠度的研究情况  13-14
  1.3 预应力混凝土桥梁的发展  14-15
  1.4 论文的主要研究内容  15-17
第2章 结构可靠度基本理论  17-26
  2.1 结构可靠度的基本概念  17-22
    2.1.1 结构可靠度的定义  17
    2.1.2 极限状态  17-19
    2.1.3 极限状态方程  19
    2.1.4 失效概率和可靠指标  19-22
  2.2 一次二阶矩理论  22-26
    2.2.1 一次二阶矩理论的中心点法  22-23
    2.2.2 一次二阶矩理论的验算点法  23-26
第3章 钢筋锈蚀研究  26-33
  3.1 钢筋锈蚀的危害  26-27
  3.2 钢筋锈蚀的原因  27-28
  3.3 混凝土碳化和钢筋锈蚀的机理  28-30
    3.3.1 混凝土碳化的机理  28
    3.3.2 钢筋锈蚀的机理  28-30
  3.4 钢筋锈蚀的影响因素  30-31
  3.5 钢筋锈蚀的防治措施  31-33
第4章 计算模型、荷载概率模型及抗力衰减模型  33-45
  4.1 引言  33
  4.2 计算模型  33-37
    4.2.1 荷载效应计算  34-36
    4.2.2 抗力计算  36-37
  4.3 荷载概率模型  37-41
    4.3.1 桥梁恒载概率模型及统计参数  37
    4.3.2 车辆荷载概率模型及统计参数  37-39
    4.3.3 材料性能、几何参数和计算模式的不定性  39-41
  4.4 抗力衰减模型  41-45
    4.4.1 抗力影响因素  41
    4.4.2 钢筋锈蚀模型  41-42
    4.4.3 抗力衰减计算  42-45
第5章 预应力混凝土简支梁时变可靠度分析  45-68
  5.1 引言  45
  5.2 承载能力极限状态可靠度分析  45-55
    5.2.1 抗弯承载能力计算  45-46
    5.2.2 随机变量统计参数  46-47
    5.2.3 靠度计算  47
    5.2.4 参数影响分析  47-55
  5.3 抗裂性可靠度分析  55-66
    5.3.1 抗裂性计算  55-56
    5.3.2 随机变量统计参数  56-57
    5.3.3 可靠度计算  57-59
    5.3.4 参数影响分析  59-66
  5.4 本章小结  66-68
结论与展望  68-71
  结论  68-69
  展望  69-71
致谢  71-72
参考文献  72-75

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按材料分 > 预应力钢筋混凝土桥
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