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混凝土梁桥抗弯承载力退化模型及路网中桥梁维修决策研究
| 论文题名： | 混凝土梁桥抗弯承载力退化模型及路网中桥梁维修决策研究 |
| 关键词： | 混凝土梁桥;抗弯承载力;退化模型;养护计划;维修决策 |
| 摘要： | 在路网中，桥梁以混凝土梁桥为主，其中大部分存在承载力下降的病害，影响了正常运营。为使桥梁管理者制定科学的养护维修计划，合理地安排有限的养护维修资金，有必要对混凝土梁桥抗弯承载力退化模型及路网中桥梁维修决策进行针对性研究。 首先，本文进一步研究了混凝土应力状态对混凝土碳化深度及氯离子扩散系数的影响规律，并分别对混凝土碳化深度模型及氯离子扩散系数模型中的应力影响系数进行了修正。结果表明:混凝土应力状态对碳化深度影响较大，本文得到的应力影响系数预测精度较高，应力影响系数与混凝土拉应力比近似呈一次函数关系，随拉应力比的增大而增大，与混凝土压应力比近似呈二次函数关系，随压应力比的增大而减小。混凝土应力状态对氯离子扩散系数影响较大，文中得到的应力影响系数预测精度较高，应力影响系数与混凝土拉、压应力比均近似呈二次函数关系，但随混凝土拉应力比的增大而增大，随混凝土压应力比先减小后增大。 其次，将应力影响系数修正后的混凝土碳化深度模型及氯离子扩散系数模型分别应用到钢筋锈蚀模型中，并建立出较完善的混凝土和钢筋性能退化模型。然后综合考虑锈蚀钢筋截面面积、锈蚀钢筋强度、受拉普通钢筋强度利用系数、混凝土强度退化及混凝土截面面积退化建立混凝土梁桥抗弯承载力退化模型。此退化模型中考虑多个因素的退化，在一定程度上符合实际退化规律，能为混凝土梁桥的维修加固及耐久性设计提供一定参考。 再次，在维修资金不足的条件下，本文综合考虑桥梁承载力下降值、桥梁在路网中重要性、桥梁日平均交通量、桥梁检测评定等级、桥梁维修费用、桥梁景观重要性及桥梁性能退化速率七个指标，并结合贪心算法对路网中桥梁进行维修优先级分析。算例分析表明:该优先级分析方法具有一定的合理性，可为桥梁管理者编制维修计划时提供参考。 最后，对于通过维修优先级分析选出的桥梁，为降低维修成本并保证桥梁处于规定的服务水平上，本文采用健康指数衡量桥梁及各部件的健康状况，提出了基于桥梁各部件单位权重健康指数的维修方法，并利用此方法对优先维修的桥梁进行部件级维修规划。结果表明:利用该维修方法对优先维修的桥梁进行部件级维修规划时可降低维修成本，具有一定的实用性。 |
| 作者： | 王健 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 杜进生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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