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《华南理工大学》 2003年
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既有钢筋混凝土桥梁可靠性评估的若干问题研究

禹智涛  
【摘要】:既有桥梁是社会的宝贵财产,是保证交通安全畅通的关键,但大量既有桥梁承载能力不足、老化、破损已成为世界性范围的问题,如何对其进行科学合理的评估,也已成为国内外均十分关注的课题。研究既有桥梁的可靠性评估理论和方法不仅具有重要的理论意义,而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济效益及社会效益。本文针对既有钢筋混凝土桥梁的特点,对可靠性评估的若干重要问题进行了研究,主要内容如下: 1.在吸取已有研究成果的基础上,综合研究了既有钢筋混凝土桥梁的承载能力可靠度分析方法。考虑既有钢筋混凝土桥梁的荷载特点,讨论了恒荷载和车辆荷载特性的修正方法;同时,考虑桥梁结构本身抗力的时变特性,讨论了结构现时刻抗力及时变抗力评估的概率模型,探讨了根据实测数据利用Bayes方法对材料强度进行推断和修正的方法,讨论了结构抗力的衰减模型,并提出了根据已有抗力信息采用回归分析方法及最小二乘法确定或修正模型参数的方法;在分析了荷载和抗力评估模型的基础上,研究了考虑荷载历史的承载能力可靠度分析模型及其求解方法,建立了以现时刻及初始时刻为分析时间起点的考虑抗力随时间变化的继续使用期内承载能力可靠度分析模型,并讨论了其求解方法,采用风险率分析既有钢筋混凝土桥梁的失效风险情况并推导了以现时刻为分析时间起点的既有结构在继续使用期内任意时刻的风险率公式,进一步讨论了钢筋混凝土桥梁的结构体系可靠度分析模型;作者将上述方法应用到珠海市上横大桥的可靠性评估中,该桥是一座13孔跨径为16m的五片钢筋混凝土简支T形梁桥,作者分析了考虑荷载历史的承载能力可靠度、考虑抗力随时间变化的承载能力可靠度,并对考虑抗力随时间变化条件下的失效风险及结构体系失效概率进行了分析和评估。 2.根据既有钢筋混凝土桥梁正常使用极限状态的特点,主要针对钢筋混凝土桥梁结构中受弯构件的最大裂缝宽度极限状态和最大挠度极限状态,研究了正常使用极限状态的模糊随机可靠度分析方法和考虑中介状态可靠度分析方法,并具体讨论了在裂缝宽度可靠度及变形可靠度分析中根据实测数据推求相应荷载效应的方法以及确定模糊抗力的方法,对珠海市上横大桥的裂缝宽度可靠度进行了分析。 3.针对既有钢筋混凝土桥梁结构的混凝土碳化和钢筋锈蚀问题,以混凝土碳化至钢筋表面作为结构的耐久性失效极限状态,建立了以现时刻为分析时间起点的混凝土碳化可靠度分析分析及剩余碳化寿命预测模型,并研究了其求解方法;分别从基于混凝土碳化(假定混凝土碳化至整个钢筋表面的时间即为混凝土
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U441

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