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现役预应力混凝土梁桥时变失效树及使用寿命预测研究
| 论文题名： | 现役预应力混凝土梁桥时变失效树及使用寿命预测研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土梁桥;桥梁结构;腐蚀介质;时变失效树;系统可靠度;使用寿命 |
| 摘要： | 在现代公路交通中，预应力混凝土梁桥由于整体性好、结构刚度大、抗裂性好，特别是主梁变形挠曲线平缓等优点而得到了广泛的应用。随着桥梁服役时间的增长，暴露在外界环境中的桥梁结构由于受到各种腐蚀介质的作用而出现耐久性减弱、承载能力下降等现象，这极大地影响了桥梁结构的正常使用。因此，基于结构寿命预测的桥梁评估就有着重要的意义。 本文以结构系统可靠度理论和结构材料的时变特性为基础，研究了随时间变化的桥梁系统可靠度，提出了通过比较每个基准期内结构系统可靠度指标与目标可靠度指标来预测桥梁结构的使用寿命。文章所使用的理论分三部分，第一部为结构耐久性分析，通过结构耐久性分析研究，列出了影响预应力混凝土结构耐久性的各种因素；第二部分为结构构件可靠度分析，介绍了结构构件可靠度基本理论和构件可靠度计算方法，完整地给出了构件结构可靠度分析的过程，随后介绍了结构时变可靠度分析，并在最后研究了梁桥结构抗力和荷载作用的概率统计模型以及桥梁结构的概率极限状态分析；第三部分为结构系统可靠度分析，依次介绍了结构系统可靠度的基本问题、结构系统主要失效模式的识别和Ditlevsen上下界法的结构系统失效概率的计算。其中通过主要失效模式的识别建立了结构系统的失效树，通过Ditlevsen上下界法计算出结构系统的失效概率。在结构系统可靠度分析和结构构件时变可靠度分析的基础上，提出了通过计算结构时变系统可靠度指标来预测桥梁的使用寿命的方法。 基于以上的理论分析，本文对某预应力混凝土连续梁桥进行时变系统可靠度分析。结合有限元分析和结构抗力时变分析的结果，采用系统全局分枝—约界准则搜索结构系统主要失效模式，建立结构系统失效树模型：采用JC法计算各主要失效模式的可靠度指标；采用Ditlevsen上下界方法计算结构的系统失效概率；结合抗力时变分析的结果，计算各基准期内的结构系统可靠度指标，比较其与目标可靠度指标最终得到结构的使用寿命。 从而，为现役桥梁运营状况评估和桥梁设计提供了依据，也为同类型桥梁的维修提供了决策支持。 |
| 作者： | 李季 |
| 专业： | 公路桥梁与渡河工程 |
| 导师： | 何雄君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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