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重力式锚碇稳定安全度及极限状态设计分项系数研究
| 论文题名： | 重力式锚碇稳定安全度及极限状态设计分项系数研究 |
| 关键词： | 超大跨径悬索桥;重力式锚碇;极限状态;分项系数;基底摩擦系数 |
| 摘要： | 重力式锚碇是超大跨径悬索桥体系中的重要承重构件，其稳定性和安全度一直是结构设计的难点和关键点，也是桥梁工程设计水平提升与建造技术创新的必经之路。国内现行锚碇设计规范尚未从传统安全系数法过渡到基于可靠度的分项系数法。工程师所采用的保守性设计，导致运营期面临结构不确定性模糊的局面，使得科学地分析锚碇构件的稳定可靠度，并提出以分项系数表达的锚碇极限状态设计方法的任务意义深远。 本文以张靖皋长江大桥三塔悬索桥南锚碇为研究背景，将有限元数值模拟与结构参数概率统计相结合，建立了基于可靠度理论的重力式锚碇极限状态设计方法，获得基于目标可靠指标的稳定分项系数和通用设计表达式。主要研究内容表现为以下几个方面： （1）以国内外桥梁基础稳定性分析方法对比，失效概率、安全系数和可靠指标间的关系辨析为基础，分别计算张靖皋长江大桥南锚碇在《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）、美国《AASHTOLRFDBridgeDesignSpecifications》、欧洲EN1991-1-1:2002和日本《道路桥示方书·同解说I共通编》下的抗滑动稳定性，获得基于规范的确定性评价。 （2）调研并收集锚碇设计中的结构与构件抗力、作用及作用效应的概率统计特性，明确作用组合的最不利规则，整理岩土参数的不确定性，统计基底摩擦系数的取值分布和变异系数，为基于可靠度理论的锚碇设计服务。 （3）建立基于可靠度理论的锚碇稳定性分析的极限状态方程，揭示规范或标准中的目标可靠度，以基本随机变量的统计特性为基础，通过有限元模型的概率分析，识别对悬索桥受力体系或构件影响程度显著的参数，完成锚碇稳定可靠度计算。 （4）建立基于目标可靠指标的分项系数计算方法，输入锚碇设计参数的统计特性，应用《Generalprinciplesonreliabilityforstructures》ISO2394-2015推荐的可靠指标最小二乘法优化方法，计算不同汽车荷载与恒载效应标准值的比值ρ下的抗滑动和抗倾覆稳定性可靠指标和抗力分项系数，研究基底摩擦系数对抗滑动设计的影响规律。 （5）综合锚碇工程规模、桥梁跨径、施工工艺和材料技术等因素，建立适合国情的悬索桥锚碇稳定性抗力分项系数校准方法，获取已建成的超千米级悬索桥龙潭过江通道、润扬大桥和江阴大桥的设计资料，提出并检验锚碇抗滑动实用设计表达式。 |
| 作者： | 汪涛 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 熊文;王仁贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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