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《长安大学》 2009年
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既有公路混凝土梁式桥损伤评估与可靠性评定研究

姚晓飞  
【摘要】: 论文以国内外混凝土桥梁承载能力和技术状况评定资料收集分析为基础,以可持续发展为指导思想,以其他行业可靠性评定标准为借鉴,依托西部交通建设科技项目“混凝土梁式桥梁损伤评估与安全可靠性评价技术研究”(200531822316),对占我国公路桥梁绝大多数的混凝土梁式桥就损伤评估及可靠性评定进行了系统的研究。 1、以《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)中关于四、五类桥梁的病害为对象,在广泛调研和资料收集分析的基础上开展损伤定义与分类工作。依据损伤出现频率与重要性等级,提出典型损伤混凝土梁式桥按体系损伤、构件损伤和材料损伤三个层次进行评定的原则。 2、基于构件和材料层次损伤评估研究成果,对比分析损伤机理和适用条件,提出了《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)抗弯承载力修正计算公式、抗剪承载力修正计算公式以及综合考虑抗剪强度影响因素的抗剪承载力评定公式。 3、针对混凝土梁式桥主要横向连接形式,分别按铰结、翼缘刚接和横隔梁刚性连接损伤对T桥梁桥承载能力的影响进行了模型试验和有限元分析,研究了不同损伤工况对T梁桥荷载横向分配的影响及横向连接状态退化情况。通过试验结果分析,提出了混凝土梁式桥活载横向分布调整系数(状态)原则和计算公式。 4、针对横向连接损伤对混凝土梁式桥荷载效应的影响,引入活载横向分布调整系数对已有荷载效应模型进行了修正。针对材料和构件损伤对混凝土梁式桥抗力的影响,基于材料和构件层次典型损伤的修正计算公式,在结构既有以及时变抗力评估的概率模型基础上,通过误差传递公式获得抗力统计参数,对抗力进行修正,构成了考虑混凝土梁式桥典型损伤的安全性分析方法。 5、依据校准法原理,将《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)中不同类别承载力下降率转化为修改分项系数,分别计算了轴心受压、轴心受拉、受弯、大偏心受压、受剪构件在各种情况下的可靠指标,根据破坏类型对校准结果进行分析,提出了基于可靠度的公路混凝土梁式桥安全性评定等级。 6、基于不能继续承载的裂缝和位移的相关国内外规范和研究成果分析,通过类比提出了混凝土梁式桥不能继续承载的裂缝和位移评定等级界限。在体系损伤试验分析基础上,提出了铰接、翼缘刚接和横隔梁刚性连接构造评定等级。 7、根据混凝土梁式桥结构特点和已有研究结果,建立了基于可靠度的考虑横向连接损伤的混凝土梁式桥安全性评定等级,采用层次分析法建立了单主梁和多主梁混凝土梁式桥评定模型和评定方法。然后进行了实桥应用及分析。 8、基于相关规范适用性评定标准和方法总结分析,从最大裂缝宽度和挠度方面确定了混凝土梁式桥适用性评定等级,采用层次分析法建立了单主梁和多主梁混凝土梁式桥适用性评定模型以及评定方法。在安全性和适用性评定的基础上,采用层次分析法建立了混凝土梁式桥可靠性综合评定流程、评定等级。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U441.4

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