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基于概率理论的既有桥梁承载力评估方法研究

索清辉  
【摘要】:既有结构的可靠性评估、维修改造与加固已引起人们的普遍重视,成为工程结构领域的重要研究方向。针对钢筋混凝土公路桥梁安全可靠性评估方面,本文主要做了如下的工作: 1、总结拟建结构与既有结构的区别和联系,在分析既有结构特点的基础上,通过将抗力和荷载效应的随机变量化,给出了一个计算服役结构时变可靠指标的方法。应用该方法分析抗力衰减模式、可变荷载增大趋势对可靠指标的影响;利用给出的时变可靠指标计算公式,分析了验证荷载、结构已服役时间以及后继服役期等因素对结构可靠指标的影响; 2、用泊松随机过程模拟对结构产生显著作用的可变荷载,考虑抗力随时间的变化,给出了基于随机过程理论的工程结构时变失效概率计算公式;利用该公式定性的分析了抗力衰减程度、荷载平均发生率以及结构服役时间对失效概率的影响; 3、以现行公路桥梁设计规范为基础,依据:后继服役期超越评估荷载的概率等于设计使用期超越设计荷载的概率,给出了既有公路桥梁安全可靠性评估时可变荷载取值的修正系数;建立了半随机的时变可靠度计算模型,提出了计算既有结构剩余寿命时可变荷载取值进行修正的“迭代”方法; 4、在结构安全可靠指标临界值以及服役环境确定的情况下,通过给出的时变可靠指标公式计算服役结构的使用寿命,并编制程序计算服役结构的时变可靠指标; 5、基于可靠性理论和风险—效益理论,以安全可靠指标和经济优化为控制条件,计算既有结构构件在维修前的优化剩余使用寿命;由于既有结构构件的优化维修时间的确定应该以维修前的剩余使用寿命为基础,本文给出了既有结构构件在不同时间点进行维修可获得的最大净效益,通过比较得出既有结构构件的优化维修时间。 6、通过一座实桥的检测与评估工作验证了本文研究工作的实施方法和过程。


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