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基于模糊时变可靠度理论的既有钢筋混凝土梁桥剩余寿命评估研究
| 论文题名： | 基于模糊时变可靠度理论的既有钢筋混凝土梁桥剩余寿命评估研究 |
| 关键词： | 既有钢筋混凝土梁桥;剩余寿命;模糊时变可靠度 |
| 摘要： | 自从20世纪50年代以来，我国在桥梁建设方面取得了巨大的成果，建造了一大批钢筋混凝土桥梁。但是，由于材料性能的老化、交通流量的不断增加、耐久性的降低，使得既有钢筋混凝土桥梁的可靠性分析与评估成为目前国内外桥梁学术界研究的重点问题之一。通过对既有钢筋混凝土桥梁的可靠性分析与剩余寿命预测，不仅可以揭示潜在危险，而且对于科学、经济的作出桥梁维修与拆除决策具有重要意义。 本文以既有钢筋混凝土简支T梁桥为例，考虑既有服役桥梁出现的裂缝病害对桥梁抗力的影响，通过引入模糊数学，同时考虑模糊性与随机性，建立了钢筋截面积、钢筋强度、混凝土强度模糊时变概率模型。由此建立了受弯构件抗力模糊时变概率模型，得出了抗力均值模糊随机时变函数和标准差模糊随机时变函数。由于既有钢筋混凝土桥梁自重分布统计参数无法通过测量给出准确的、确定的量值，恒载的分布参数受很多不确定性因素的影响，通过考虑模糊性，利用选取的模糊隶属函数中阈值α的变化来解决既有钢筋混凝土桥梁恒载分布统计参数发生变异的问题。针对既有桥梁车辆荷载效应存在很大的模糊性与时变性，通过更改设计基准期的时间区域为评估目标期，在评估目标期内车辆荷载效应最大值分布采用模糊极值I型分布，建立了车辆荷载效应的模糊时变概率模型。考虑抗力和车辆荷载效应模糊时变性，以及恒载的模糊性，进一步建立了桥梁结构承载能力模糊极限状态方程。通过改进的JC法理论，并利用MATLAB数值计算软件编制了计算模糊时变可靠指标β的计算程序。 由本文研究成果可以得出:随着时间的增长和阈值α变化，桥梁可靠指标处于上确界曲面和下确界曲面之间的模糊状态。该桥的设计使用年限为50年，当阈值α=1时，在一般运营状态下该桥是满足设计要求使用年限的;密集运行占15％的运营状态时，桥梁剩余寿命为47年;密集运行占30％的运营状态时，桥梁剩余寿命为38年。由此可以看出，桥梁的运营状态在很大程度上影响着桥梁的使用寿命。 |
| 作者： | 祁先平 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王根会 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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