在役带协作跨预应力混凝土斜拉桥承载力分析及寿命预测

发布时间：2017-11-16 20:09

本文关键词：在役带协作跨预应力混凝土斜拉桥承载力分析及寿命预测

【摘要】：带协作跨预应力混凝土斜拉桥因为其造型新颖以及独特的力学性能,而受到人们的关注。从已有文献来看,对于这种特殊体系斜拉桥在运营后期出现结构损伤、刚度下降、承载能力降低等问题的研究还较少。本文采用实桥试验研究与有限元理论模型研究相结合的方法,对某带协作跨预应力混凝土斜拉桥静力性能以及损伤后的承载力进行了全面的分析,并对承载力剩余寿命进行预测。本文的主要研究内容:以某带协作跨预应力混凝土斜拉桥为例,进行全面静力分析。首先采用有限元分析软件Midas/Civil建立全桥施工阶段模型,分析恒、活载效应。然后分析主梁截面抗弯刚度、斜拉索刚度、辅助墩支座刚度、桥塔截面刚度这些参数在不同损伤程度时,对汽车活载作用下结构整体位移、内力的影响程度。针对运营十三年的某带协作跨预应力混凝土斜拉桥,结合桥梁静力性能试验,分析桥梁的实际工作状态。用一阶优化算法对该斜拉桥初始模型的材料参数、边界条件等进行静力修正。修正后的模型计算结果表明模型修正方法可靠、精度较高。基于实桥耐久性检测结果结合实桥静力性能试验,用检算分析的方法对构件承载力进行分析,计算结果表明该桥目前承载力折减为成桥初期承载力的91%,主梁截面承载力验算结果仍满足设计要求。基于实桥索力、线形检测结果,用一阶优化算法对ANSYS有限元模型索力、线形进行修正。以修正后的模型模拟实桥恒载状态,对损伤后斜拉桥的极限承载力进行全过程分析。计算得到结构失效时的活荷载系数λmax为14.27,表明这种协作体系在目前损伤状况下还具有良好的极限承载力。利用钢筋混凝土材料时变效应理论结合试验检测结果,预测斜拉桥主梁抗力衰减曲线,建立时变极限状态方程。基于可靠度理论,预测主梁在服役期内的承载力可靠度。计算结果表明结构现阶段可靠度指标为5.308,运营期100年时可靠度下降为4.580。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U448.27

【参考文献】

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