收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

在役钢管混凝土拱桥吊杆损伤与系统可靠性分析方法

高欣  
【摘要】:钢管混凝土拱桥作为一种颇具中国特色且在大、中跨桥梁领域具有一定优势的桥型,在我国有着十分广阔的应用前景。但由于钢管混凝土拱桥的历史较短,以致目前国内尚未出台完整的钢管混凝土拱桥设计规范,更无成熟的使用与养护经验可供借鉴,使得在役钢管混凝土拱桥的病害现象十分复杂、桥梁事故时有发生。为了有计划地改善此类桥梁结构的服役状态,确保其安全运营,最大限度地延长桥梁的使用寿命,需要系统地研究钢管混凝土拱桥的主要病害与典型损伤的类型、关键构件的实际受力特征以及主要构件及系统的可靠性分析方法。上述研究不仅是保证我国已建成的三百余座钢管混凝土拱桥不再发生垮塌等工程事故的需要,也是保证该类具有中国特色的桥型长远发展的需要。故此,针对钢管混凝土拱桥的上述相关问题,本文主要研究了如下内容: (1)研究钢管混凝土拱桥的常见病害及其成因。分析了钢管混凝土拱桥与传统拱桥之间的差异,指出二者在结构体系、材料性能和受力特点三个方面的差异是导致钢管混凝土拱桥的病害现象、病害特征与检测方法等诸多方面有别于传统拱桥的主要原因。通过整理多座在役钢管混凝土拱桥的检测结果与病害资料,将钢管混凝土拱桥的常见病害划分为主要结构构件的病害、桥面系统的病害及附属结构的病害。进而指出,上部结构病害中的主拱肋内混凝土缺陷、吊杆与系杆的各种常见病害是钢管混凝土拱桥的典型病害,也是本文的主要研究对象。 (2)研究吊杆车辆荷载效应随机性的特征以及相应的建模方法。介绍了拱桥吊杆车辆荷载效应健康监测系统。通过分析监测数据,发现吊杆车辆荷载效应具有概率密度函数形状较为复杂等特征。针对在概率密度函数较为复杂的情况下,传统方法无法建立吊杆车辆荷载效应及其极值的概率模型的问题,分别基于非参数统计学与随机过程极值理论,提出了建立吊杆车辆荷载效应概率模型的非参数统计方法和建立车辆荷载效应极值概率模型的方法。工程应用结果显示,上述方法能够很好地解决相关的建模问题。 (3)研究吊杆疲劳荷载效应的特征及疲劳累积损伤的计算方法。采用雨流计数法与线性疲劳累积损伤理论,分析了吊杆疲劳荷载效应与疲劳累积损伤的特征。指出较重车辆荷载是导致吊杆疲劳累积损伤的主要荷载,其疲劳应力幅与平均应力具有近似呈线性的特点。并在此基础上,引入车辆荷载效应的概率模型,提出了非监测时段内疲劳累积损伤程度的计算方法和剩余服役期内疲劳累积损伤程度预测方法。 (4)研究钢丝损伤的演化规律、吊杆抗力的衰减过程及服役可靠度的计算方法。分析钢丝的损伤演化过程,将其综合为防护失效、均匀腐蚀、裂纹扩展三个阶段。通过分析钢丝各种损伤的机理,基于损伤力学与断裂力学的基本理论,提出了钢丝名义剩余强度的计算公式。分析了吊杆抗力的衰减过程,进而采用脆性钢丝模型作为吊杆剩余承载能力的计算模型,借鉴纤维束强度计算理论给出了吊杆在抗力衰减各阶段的剩余承载能力的计算方法。将服役构件抗力的不确定性归结为构件损伤的不确定性,提出了改进的服役构件抗力衰减独立增量随机过程模型并将其应用于吊杆。 (5)研究钢管混凝土拱桥的系统可靠性分析方法。通过分析现有失效模式搜索方法的优缺点及其在桥梁结构工程中的适用性,提出了适用于桥梁结构的改进的阶段临界强度分枝-约界法,解决了大型桥梁结构主要失效模式搜索的问题。比较了系统可靠度计算的区间估计法、PENT及FORM方法的适用范围,指出区间估计法主要适用于对系统可靠度区间的估计;FORM方法与PENT法分别适合系统的失效模式分组特征不明显和明显两种情况。最终,将上述系统可靠度分析方法应用于某在役钢管混凝土拱桥,分析了拱肋典型病害对钢管混凝土拱桥系统可靠性的影响。结果表明:拱顶位置处的混凝土缺陷对钢管混凝土拱桥系统可靠性的影响不容忽视。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 牛宏;慕玉坤;张连锋;;钢管混凝土拱桥加固设计与施工[J];公路;2008年09期
2 陈淮;葛素娟;;吊杆破断对郑州黄河二桥主桥静力性能的影响[J];中外公路;2008年04期
3 方志禾,陈桂英;我国拱桥建设的最新发展——钢管混凝土拱桥[J];市政技术;1997年04期
4 钟建国,唐诚;钢管混凝土拱桥外包段混凝土施工顺序探讨[J];公路交通技术;2004年03期
5 周海龙,周水兴,刘文方;钢管混凝土拱桥的应用与发展[J];公路交通技术;2005年03期
6 刘巍;周志宏;汤湘中;;钢管混凝土拱桥动力特性分析[J];山西科技;2008年01期
7 易淑鹏;钢管混凝土拱桥泵送混凝土的配比设计[J];广东建材;2003年01期
8 张建民,寇素霞;钢管混凝土拱桥地震反应分析[J];森林工程;2005年04期
9 ;《世界桥梁》2005年总目次[J];世界桥梁;2005年04期
10 杜晓光;冯玉平;;超声波检测钢管混凝土拱桥的质量[J];森林工程;2006年02期
11 吕建根;赵跃宇;;有推力钢管混凝土拱桥的动力特性分析[J];公路交通科技(应用技术版);2006年03期
12 曲挨平;张伟斌;;钢管混凝土拱桥的地震时程反应分析[J];科技情报开发与经济;2006年19期
13 李睿;杨智本;高建波;;高效低价的钢管混凝土拱桥吊装施工方法的研究[J];华东交通大学学报;2007年01期
14 周明先;;钢管混凝土拱桥动力特性的有限元分析[J];山西建筑;2007年33期
15 傅斌;许晓锋;黄福伟;;对钢管混凝土拱桥病害的调研及分类[J];交通标准化;2008年04期
16 付玉辉;;基于优化理论的大跨拱桥桁架拱肋吊装预测分析[J];北方交通;2008年04期
17 罗涛;王满妮;;钢管混凝土拱桥拱肋架设技术综述[J];科技信息(科学教研);2008年16期
18 李萍;;基于ANSYS的钢管混凝土拱桥特征值屈曲分析[J];城市道桥与防洪;2008年07期
19 周洪刚;韩晓林;卢炳灿;费庆国;;在役钢管混凝土拱桥结构检测与安全评估研究[J];交通科技;2008年S1期
20 龙少江;张占锋;方锦秀;;钢管混凝土拱桥施工期可靠性分析[J];科技风;2008年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 颜全胜;李立军;徐升桥;;茅草街钢管混凝土拱桥的稳定计算[A];第十六届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2004年
2 彭贻希;周贤文;吴明峰;潘舒郁;林耀雄;;某下承式钢管混凝土拱桥荷载试验及理论分析[A];中国公路学会2004年学术年会论文集[C];2004年
3 郭科;董传文;李传习;谭立心;;南宁永和大桥主桥——钢管混凝土拱桥坐标监测[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2004年全国桥梁学术会议论文集[C];2004年
4 王铭琪;张佐安;汪平云;;特大跨径钢管混凝土拱桥钢管拱肋吊装施工技术[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2003年全国桥梁学术会议论文集[C];2003年
5 项贻强;严圣友;;钢管混凝土拱桥的稳定性分析[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2004年全国桥梁学术会议论文集[C];2004年
6 范文理;;钢管混凝土拱桥合拢技术解析[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2003年全国桥梁学术会议论文集[C];2003年
7 朱红兵;余志武;黄传胜;;大跨钢管混凝土拱桥拱肋架设施工[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年
8 汤国栋;熊峰;谢玲玲;余茂益;陈翰新;宋金来;;集束钢管混凝土提篮拱桥研究进展[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集(上册)[C];1998年
9 吴小英;彭卫;;钢管混凝土拱桥对混凝土性能的要求[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
10 周水兴;李炎;;钢管混凝土拱桥设计与发展[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄永辉;钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 高欣;在役钢管混凝土拱桥吊杆损伤与系统可靠性分析方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 孙国富;大跨度钢管混凝土拱桥日照温度效应理论及应用研究[D];山东大学;2010年
4 邢帆;钢管拱桥近断层地震响应及动力稳定研究[D];西南交通大学;2011年
5 崔军;大跨度钢管混凝土拱桥受力性能分析[D];浙江大学;2003年
6 熊峰;钢管混凝土拱桥抗震性能研究[D];四川大学;2002年
7 谢肖礼;钢管混凝土拱桥徐变收缩对任意形状拱肋截面应力重分布的影响[D];广西大学;2002年
8 彭文立;钢管拱肋缆索吊装施工控制及模糊推理系统的应用[D];广西大学;2005年
9 王连华;大跨度钢管混凝土拱桥的动力学研究[D];湖南大学;2005年
10 周水兴;钢管初应力对钢管混凝土拱桥承载力的影响研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武林;连续式钢管混凝土拱桥抗震性能分析[D];合肥工业大学;2010年
2 邵元;钢管混凝土拱桥计算模型误差敏感性分析[D];大连海事大学;2011年
3 苏广瑞;大跨径钢管混凝土拱桥状态监测方案研究[D];重庆交通大学;2010年
4 耿飞;大跨度钢管混凝土拱桥动力特性分析[D];长安大学;2010年
5 肖静霆;钢管混凝土拱桥动力特性及动力响应研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 严圣友;钢管混凝土拱桥的受力特性分析及试验研究[D];浙江大学;2004年
7 张世冀;异型钢管混凝土拱桥吊杆力优化分析研究[D];西南交通大学;2010年
8 黄峰;大跨度钢管混凝土系杆拱桥稳定性分析[D];武汉理工大学;2010年
9 吴欣荣;考虑施工过程的钢管混凝土拱桥长期静力性能分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 华少中;钢管混凝土拱桥考虑水平荷载作用的侧倾稳定非线性分析[D];浙江大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 豫交通厅;钢管混凝土拱桥健康监测与检测技术通过鉴定[N];中华建筑报;2010年
2 陈琛;精心设计让世人记住洞庭[N];中国交通报;2004年
3 ;佛陈大桥钢管混凝土拱桥系杆更换工程技术研究[N];湖南日报;2004年
4 记者 范玉蕾 通讯员 王建勋 王瑜琨;“河北第一跨”面向社会征名[N];石家庄日报;2010年
5 广东建设报记者 邓新灵 通讯员 岳通;昔日“十佳”缘何沦落到“差”?[N];广东建设报;2010年
6 本报记者 杨湘徽;建造通往世界的“捷径”[N];湖南经济报;2004年
7 长沙理工大学 同济大学 长安大学、重庆交通大学 交通运输部公路科学研究院 提供;为交通发展攻坚克难 在最高舞台“摘金夺银”[N];中国交通报;2010年
8 本报记者 孟庆丰 通讯员 路为;引进 消化 吸收 推广[N];中国交通报;2010年
9 徐宝林;中国拱桥再度引领世界[N];中国建设报;2004年
10 ;贵州水柏铁路北盘江大桥[N];中华建筑报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978