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原文传递独塔自锚式悬索桥的正常使用极限状态可靠度评估

论文题名：	独塔自锚式悬索桥的正常使用极限状态可靠度评估
关键词：	自锚式悬索桥;可靠度;空间缆索;线形;响应面法;结构安全
摘要：	自锚式悬索桥以其造型美观、造价合理、适应性强等特点，愈发受到工程界的青睐。当前在国内外已有多座建成或在建的自锚式悬索桥。与传统地锚式悬索桥相比，这种桥型在现场施工与力学性能上都具备其独有的特征。无论是在静力特性和动力特性的理论研究，或是在设计与施工的监控等方面，传统的地锚式悬索桥已积累了较丰富的成果。随着自锚式悬索桥的迅速发展和被大量设计采用，对自锚式悬索桥的设计理论、静力和动力特性方面以及极限跨度、极限承载力、施工控制等方面进行的研究和探讨已逐步深入展开。以上这些关于自锚式悬索桥的研究大都是建立在确定性分析的基础上，然而，确定性分析方法在许多方面难于像非确定性分析方法那样可以更深层次地揭示结构参数的变化对结构响应的影响程度。因此，本文引入结构可靠性理论，从概率论的角度出发研究探讨结构的各种参数（变量）对自锚式悬索桥静力响应的影响规律，进而研究各随机变量对自锚式悬索桥可靠度的影响程度和主要影响因素，从而为确保自锚式悬索桥的结构安全提供技术依据。本文所开展的主要工作和取得的主要成果如下：　　 (1)对于大型复杂桥梁结构的极限功能函数不能用显式表达的可靠度评估问题，在已有的响应面法基础上，提出了一种自动调整样本点取值区间策略的改进响应而法求解真实极限状态曲面。算例表明，文中的改进响应面法可以提高计算效率与计算精度，在大型复杂的工程结构的可靠度评估中尤为适用。为此，文中将MATLAB软件与结构分析软件ANSYS相结合，编制了可用于大型复杂桥梁结构在正常使用极限状态下的可靠度评估程序；　　 (2)针对古典线形计算理论不能满足现有跨度悬索桥精度要求的问题，研究了自锚式悬索桥的缆索线形及其内力的计算方法。采用数值解析法，对独塔自锚式悬索桥的成桥状态和窄缆状态下的缆索线形进行分析，给出缆索线形及其内力的计算步骤，并对南京江心洲自锚式悬索桥进行分析，基于施工监控监测项日组通过压力环、传感器及全站仪获得的现场实测数据，将计算结果与有限元软件分析结果以及现场实测数据进行比较。结果表明，该方法可以满足自锚式悬索桥施工监控的精度要求；　　 (3)考虑材料、几何尺寸、外部荷载等的差异，应用响应面法对自锚式悬索桥结构进行了随机静力分析。研究了各种随机因素变异时自锚式悬索桥结构响应的变化规律，揭示了解各种随机因素对自锚式悬索桥结构响应的影响程度，为合理设计提供理论依据。最后应用自行编制的结构在正常使用极限状态下的可靠度评估程序对南京江心洲自锚式悬索桥加劲梁最大挠度的可靠度进行了评估。
作者：	袁辉辉
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	李爱群
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文