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随机车流作用下考虑横向联系损伤的装配式空心板桥可靠度研究
| 论文题名： | 随机车流作用下考虑横向联系损伤的装配式空心板桥可靠度研究 |
| 关键词： | 装配式空心板桥;横向联系损伤;结构可靠度;随机车流作用 |
| 摘要： | 公路桥梁作为交通运输的咽喉节点，对社会经济的发展起着不可替代的作用。装配式空心板桥以其结构轻盈、构造简单、运输方便、施工快捷，广泛应用于中小跨径桥梁。然而，随着中国工业化进程的快速推进，交通荷载不断发生变化增长，同时桥梁随着服役时间的增加，材料也在不断劣化，在这两方面因素影响下既有装配式空心板桥的关键部位，尤其铰缝处损伤病害多发，严重时可能会出“单梁受力”的极端情形，对行车安全产生严重隐患。为研究分析当前车辆荷载作用下，横向联系损伤对装配式空心板桥结构可靠度的影响，首先，以车桥耦合振动理论为基础，建立了车桥耦合振动分析系统；其次依托宣大高速交通信息采集系统获得的实测车辆荷载信息，统计车辆荷载的特征参数，建立了符合当前实际运营状况的随机车流模型；随后基于随机车流模型，以车桥耦合振动分析系统为计算平台，分析计算了设计基准内空心板铰缝不同损伤位置和程度下交通荷载效应最大值的概率分布；最后，基于可靠度理论，采用蒙特卡罗法计算了结构的可靠指标，分析铰缝不同损伤位置和程度对空心板结构可靠度的影响，并依据规范进行分析评价。主要完成了如下研究： (1)概述了装配式钢筋混凝土空心板横向联系的方式及其特点和常见病害，根据参考文献分析推导了通过以虚拟横梁刚度折减的方式模拟空心板铰缝损伤的合理性。 (2)基于车桥耦合振动理论，引入模型修正技术，建立了装配式空心板桥车桥耦合振动分析系统。 (3)基于WIM系统和线阵CCD交通信息采集系统得到的宣大高速实测车辆荷载数据，分析统计了车辆荷载的车型、车辆总重、轴重、车速、行车时距、横向位置等参数的分布规律，建立了符合实际交通车辆荷载特性的随机车流模型。 (4)通过分析空心板铰缝易损位置，划定不同损伤程度，设计不同加载工况，以车桥耦合振动分析系统为计算平台，得到了随机车流作用下不同损伤工况的桥梁结构响应，随后采用非参数化核密度估计分析空心板桥车辆荷载效应的截口分布，根据车辆荷载效应极值的截口分布，基于广义极值（Generalized Extreme Value，GEV）理论分析了设计基准期100年内车辆荷载效应最大值的分布。 (5)基于蒙特卡罗法计算了设计基准期内100年内，空心板桥在不同损伤工况下结构的可靠指标，分析了铰缝不同损伤位置和程度对结构可靠指标的影响，并依据规范对空心板桥结构的可靠性能进行了分析评价。 |
| 作者： | 王卫东 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 王涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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