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基于吊杆退化与时变可靠度的拱桥状态评估研究
| 论文题名： | 基于吊杆退化与时变可靠度的拱桥状态评估研究 |
| 关键词： | 拱式桥;状态评估;吊杆退化;时变可靠度 |
| 摘要： | 随着物质生活的不断提高，拱桥凭借其独特的风格和极具艺术气息的造型完美的与当地文化融为一体，极大的满足人们的精神文化需求。拱桥作为现代城市景观中不可或缺的一环，其结构安全的重要性不言而喻。对城市拱桥进行安全状态评估有利于为拱桥维修、养护提供理论依据和参考意见，因此本文依托下承式刚性系杆拱桥，对吊杆性能退化后的结构受力和拱桥可靠度评估与状态评估展开了研究，主要研究内容与成果如下： （1）基于实测拱桥动力特性，提出了一种通过神经网络建立代理模型，对拱桥有限元模型设计参数进行两次修正的模型修正方法。将该方法修正后的设计参数代入有限元模型得出最终修正有限模型的理论动力特性，将其与实测结果对比，两者误差符合精度要求，表明本文对设计参数进行多次修正的方法具有不错的效果。 （2）利用修正后的有限元模型模拟吊杆多种退化工况，揭示了吊杆性能退化下吊杆内力重分布规律、拱肋应力变化规律、主梁位移变化规律和吊杆应力变化规律，为判断吊杆是否发生断裂提供理论依据，为桥梁维修与养护提供参考。 （3）探究了吊杆在自然环境影响下不同阶段的使用寿命，得出吊杆时变退化理论模型，结合规范的规定确定吊杆抗力折减系数与时间的关系式。 （4）通过吊杆容许应力建立吊杆功能函数计算吊杆可靠度，结合现有数据得出功能函数中各随机变量的概率密度分布函数的统计参数，考虑结构抗力随时间的变化计算拱桥重要构件吊杆的时变可靠度指标，分析吊杆在服役时间内的可靠性，为后续拱桥状态评估提供理论基础。 （5）介绍了目前常用的状态评估方法的优缺点，重点讨论了层次分析法的层次划分与权重计算流程。针对层次分析法权重计算存在专家意见主观性太强的局限性，提出一种基于结构可靠度指标构造判断矩阵计算权重的改进层次分析法。建立拱桥状态评估体系并根据改进层次分析法计算权重，确定吊杆底层指标评分标准最终对拱桥吊杆进行状态评估。评估结果表明改进层次分析法可以很好弥补专家意见构造判断矩阵过于主观性的缺点，使得评估过程更具客观性，评估结果也与实际状态相符。 |
| 作者： | 邓启东 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 饶瑞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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