原文传递
基于区间法的桥梁结构安全性评估
| 论文题名： | 基于区间法的桥梁结构安全性评估 |
| 关键词： | 桥梁结构;安全性评估;区间法 |
| 摘要： | 桥梁结构的设计准则是“安全、适用、经济、美观”,而桥梁结构的安全性则是另外三个准则的前提和基础。因此在桥梁结构整个生命周期中,如何确保桥梁结构的安全是国内外桥梁工程师所最为关注的课题。国外如美国、日本等在第二次世界大战后建设的大量桥梁结构桥龄多在60年左右,由于结构的老化、荷载变化以及自然因素等作用,这些桥梁不可避免地要进行安全性评估,以确保桥梁结构的安全。国内在二十世纪五十年代后建设的许多桥梁桥龄大多已经在60年左右,由于结构老化、荷载等级偏低以及自然因素等作用,需要进行安全性评估。而在八十年代以后建设的桥梁桥龄也达到20～30年左右,这期间建设的桥梁虽然设计荷载等级较高,基本能满足现在荷载要求,但施工质量问题是这部分桥梁安全问题的主要因素,也急需进行合理、有效的安全性评估。因此,如何建立合理、有效的桥梁结构安全性评估方法已经成为桥梁结构工程领域研究的热点问题。 桥梁结构安全性评估不可避免地要处理结构参数、荷载参数等的不确定性。如何考虑这些参数的不确定性对桥梁结构安全性的影响,是桥梁结构安全性评估的关键问题所在。本文在综合已有大量研究文献的基础上,利用区间分解、EBE单元离散技术、罚函数法、延迟坐标转换以及符号操作等,推导了基于区间法的有限元结构刚度矩阵的集成及区间结构方程的求解,并采用面向对象程序设计语言VC++开发了相应的结构安全性评估软件,通过算例验证了本文程序的正确性与有效性,在此基础上对一座多跨预应力简支梁桥进行了考虑参数不确定性的安全型评估。论文主要内容如下: 第一章简要介绍国内外桥梁结构的安全性现状,并对现行的用于桥梁结构的评估方法进行分类,简述各方法的评估原理及优劣。 第二章阐述区间数学运算法则和区间数学与有限元的结合原理,重点推导了区间有限元的结构刚度矩阵的集成以及区间方程组的求解。 第三章简要介绍面向对象编程的思想,详细阐述区间有限元各基础类的定义和实现方法,开发了基于区间有限元的结构分析程序。 第四章对本文所开发的基于区间有限元的结构分析程序进行了详细地验证。考虑荷载、材料以及几何参数的不确定性,分别对三跨连续梁结构、两层框架结构进行了结构分析,并与ANSYS模特卡罗模拟结果和已有文献进行了对比,验证了本文方法以及所开发程序的正确性和有效性。 第五章对一座多跨预应力简支梁桥进行了基于区间法的桥梁安全性评估,详细阐述了基于区间法桥梁安全性评估的基本流程。 |
| 作者： | 强昌旭 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘志文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
