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基于LCCA & LCPA的预应力混凝土连续梁桥剩余使用寿命预测
| 论文题名： | 基于LCCA & LCPA的预应力混凝土连续梁桥剩余使用寿命预测 |
| 关键词： | 混凝土连续梁桥;寿命周期;荷载效应;抗力衰减;体外预应力;粘钢加固 |
| 摘要： | 我国正处于桥梁建设的高峰期，大量的在役桥梁都面临着如何保证其在全寿命周期内的安全性、耐久性以及可靠性的问题。因此，在有限资金投入的前提下，科学地评价桥梁性能，合理地安排维修加固顺序，具有十分重大的理论意义和实用价值。本文的主要工作如下: 1.以京沪高速G2（沂淮段）新沂河大桥为工程背景，基于动态称重系统以及长期性能监测系统，结合加固前的荷载试验，来综合判断新沂河大桥加固前的承载力状况。 2.依据桥梁全寿命周期性能分析方法(LCPA)，结合新沂河大桥的荷载效应模型以及抗力衰减模型，对新沂河大桥进行剩余使用寿命的预测。 3.基于桥梁全寿命周期成本分析方法(LCCA)，对新沂河大桥两种加固维修方案:体外预应力与粘钢的综合加固法以及预应力碳纤维板与粘钢的综合加固法就全寿命内的经济表现进行分析，最终选择较优的方案推荐为实际加固方案。 4.结合LCPA与LCCA方法，综合考虑体系可靠度、技术状况以及经济性，建立优化数学模型，提出综合结构性能与经济性能的指标，最后，考虑新沂河大桥加固后期的运营维护方案，结合综合指标，选出最优的维护方案，并对新沂河大桥加固维修之后的剩余使用寿命进行预测。 得到的主要结论如下: 1.新沂河大桥加固前存在较为严重的桥梁病害，其承载力已经不能满足实际运行汽车荷载等级的要求，需要尽快和及时采取必要的抢险加固工作，确保桥梁安全运行。 2.依据桥梁全寿命周期性能分析方法(LCPA)，分别采用JC法和Monte-Carlo法预测新沂河大桥的剩余使用寿命，两者结果相近，可互为验证，其中通过Monte-Carlo法预测得出的新沂河大桥剩余使用寿命为8年左右。 3.基于桥梁全寿命周期成本分析方法(LCCA)，对新沂河大桥两种加固维修方案（体外预应力与粘钢的综合加固法以及预应力碳纤维板与粘钢的综合加固法）在全寿命期内的经济表现进行分析:综合经济性、施工便利以及技术成熟程度等因素，推荐采用体外预应力与粘钢的综合加固方法，进行实桥的维修加固。 4.结合LCPA与LCCA方法，提出“相对动态收益成本比”评价指标，对加固后的新沂河大桥的维护方案进行比较，结果表明:依据实桥加固方案、同时考虑采用5次桥面养护维修方案与4次更换伸缩缝方案的维护策略较优，依据此策略得出的新沂河大桥剩余使用寿命为71年。 |
| 作者： | 顾煜 |
| 专业： | 土木工程;桥梁工程 |
| 导师： | 宗周红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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