大跨度钢管混凝土拱桥全寿命安全评估方法研究
发布时间：2021-02-27 23:48
钢管混凝土（CFST）拱桥自二十世纪90年代始进入我国以来,短短30年不论是从建成数量或者跨度来看都已经在我国拱桥建设中占据了主导地位。但是各种类型的大桥在设计技术上有所突破的同时,相应的评估理论研究有所滞后。本文以实桥维修加固工程作为背景依托,针对一座跨径220m的特大钢管混凝土拱桥开展了主要包括施工阶段和运营阶段的全寿命安全评估方法研究。本文首先总结了国内外学者安全评估方面的相关研究,分析了各种方法的优缺点,结合全寿命思想,提出了大跨度CFST拱桥的全寿命安全评估方法论。并运用方差分析的方式建立目标修正量与修正参数的可靠响应面模型,基于检测数据来对目标进行修正。运用遗传算法通过构建残差式目标函数,优化修正参数取值,使得所建立的模型更能反映结构真实荷载效应。其次利用修正有限元元模型进行了施工阶段的分析,对比了不同施工方案对大桥拱肋的影响,从力学性能上证明了实际施工方案优于设计施工方案。根据力学分析选择控制阶段,使用施工阶段实测数据对控制阶段有限元模型的可靠性进行了确认,并在确认模型的基础上计算大桥拱肋的应力分布以及阶段稳定,从强度和稳定两方面对大桥整个施工过程的安全性和稳定性作出了评...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.2.3 国内外文献综述简析
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的技术路线
1.5 本章小结
第2章 大跨度钢管混凝土拱桥模型修正
2.1 引言
2.2 准备工作
2.2.1 节段划分及初始参数选取
2.2.2 灵敏度计算
2.3 数学建模
2.3.1 响应面的模型建立
2.3.2 模型精度验证
2.4 目标最优化
2.4.1 优化目标函数的建立
2.4.2 修正结果
2.5 本章小结
第3章 大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段安全评估
3.1 引言
3.2 施工方案比较
3.2.1 设计施工方案
3.2.2 实际施工方案
3.2.3 力学性能对比
3.3 内力控制
3.3.1 吊杆力控制
3.3.2 应力控制
3.4 大桥吊杆力优化及桥面线形控制
3.4.1 优化原则
3.4.2 优化方法
3.4.3 优化结果
3.4.4 桥面线形控制
3.5 阶段稳定性评估
3.6 本章小结
第4章 大跨度钢管混凝土拱桥运营阶段安全评估
4.1 引言
4.2 拱肋安全评估
4.2.1 考虑腐蚀作用下钢管强度退化模型
4.2.2 混凝土强度退化模型
4.2.3 钢管混凝土拱肋安全评估结果
4.3 吊杆安全评估
4.3.1 考虑钢丝长度效应的强度衰减
4.3.2 考虑丹尼尔效应的吊杆强度衰减
4.3.3 考虑腐蚀和疲劳共同作用的吊杆强度退化
4.3.4 吊杆强度安全评估结果
4.4 桥面系安全评估
4.4.1 防腐涂层腐蚀寿命预测
4.4.2 锈蚀钢梁性能退化
4.4.3 钢筋混凝土梁性能退化
4.4.4 桥面系安全评估结果
4.5 整体安全评估
4.5.1 极限承载力计算
4.5.2 结构鲁棒性计算
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]腐蚀斜拉索承载力退化模型研究[J]. 刘发,岳红宇,谢民滇,胡星宇. 现代交通技术. 2017(03)
[2]我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望[J]. 陈宝春,韦建刚,周俊,刘君平. 土木工程学报. 2017(06)
[3]基于自适应模糊推理和RBF网络的桥梁安全评估[J]. 王彬,徐秀丽,李雪红,李枝军,张建东. 中国安全科学学报. 2017(05)
[4]考虑蚀坑影响的腐蚀钢板力学性能退化试验研究[J]. 徐善华,张宗星,何羽玲,秦广冲. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]全站仪导入立井高程的应用研究及精度分析[J]. 徐泮林,张鹏飞,孙治俊. 北京测绘. 2017(01)
[6]基于拉伸试验的锈蚀钢板力学性能研究[J]. 杨清梅,周健鸿. 低温建筑技术. 2016(05)
[7]基于可靠度指标的桥梁安全评估分级方法[J]. 胡俊亮,钟继卫,黄仕平,颜全胜. 哈尔滨工程大学学报. 2016(04)
[8]三标度模糊层次分析法在桥梁安全评估中的应用[J]. 常健,张志军,王君莉. 中国安全生产科学技术. 2014(08)
[9]基于参数灵敏度分析的连续刚构桥有限元模型修正[J]. 陈彦江,程永欢,李勇,李晰. 公路. 2014(07)
[10]传统遗传算法和改进的NSGA-Ⅱ算法在多目标优化问题的应用[J]. 薛西若,郭建民. 锅炉技术. 2013(06)
硕士论文
[1]基于多源信息的退化钢管混凝土拱桥安全二级评估方法研究[D]. 王俊博.哈尔滨工业大学 2017
[2]锈蚀钢管混凝土构件时变模型与承载力衰变规律研究[D]. 吴骋.重庆交通大学 2014
[3]桥梁钢结构防腐涂层的老化失效机理和寿命预测研究[D]. 刘攀.长安大学 2008
本文编号：3054981
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.2.3 国内外文献综述简析
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的技术路线
1.5 本章小结
第2章 大跨度钢管混凝土拱桥模型修正
2.1 引言
2.2 准备工作
2.2.1 节段划分及初始参数选取
2.2.2 灵敏度计算
2.3 数学建模
2.3.1 响应面的模型建立
2.3.2 模型精度验证
2.4 目标最优化
2.4.1 优化目标函数的建立
2.4.2 修正结果
2.5 本章小结
第3章 大跨度钢管混凝土拱桥施工阶段安全评估
3.1 引言
3.2 施工方案比较
3.2.1 设计施工方案
3.2.2 实际施工方案
3.2.3 力学性能对比
3.3 内力控制
3.3.1 吊杆力控制
3.3.2 应力控制
3.4 大桥吊杆力优化及桥面线形控制
3.4.1 优化原则
3.4.2 优化方法
3.4.3 优化结果
3.4.4 桥面线形控制
3.5 阶段稳定性评估
3.6 本章小结
第4章 大跨度钢管混凝土拱桥运营阶段安全评估
4.1 引言
4.2 拱肋安全评估
4.2.1 考虑腐蚀作用下钢管强度退化模型
4.2.2 混凝土强度退化模型
4.2.3 钢管混凝土拱肋安全评估结果
4.3 吊杆安全评估
4.3.1 考虑钢丝长度效应的强度衰减
4.3.2 考虑丹尼尔效应的吊杆强度衰减
4.3.3 考虑腐蚀和疲劳共同作用的吊杆强度退化
4.3.4 吊杆强度安全评估结果
4.4 桥面系安全评估
4.4.1 防腐涂层腐蚀寿命预测
4.4.2 锈蚀钢梁性能退化
4.4.3 钢筋混凝土梁性能退化
4.4.4 桥面系安全评估结果
4.5 整体安全评估
4.5.1 极限承载力计算
4.5.2 结构鲁棒性计算
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]腐蚀斜拉索承载力退化模型研究[J]. 刘发,岳红宇,谢民滇,胡星宇. 现代交通技术. 2017(03)
[2]我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望[J]. 陈宝春,韦建刚,周俊,刘君平. 土木工程学报. 2017(06)
[3]基于自适应模糊推理和RBF网络的桥梁安全评估[J]. 王彬,徐秀丽,李雪红,李枝军,张建东. 中国安全科学学报. 2017(05)
[4]考虑蚀坑影响的腐蚀钢板力学性能退化试验研究[J]. 徐善华,张宗星,何羽玲,秦广冲. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]全站仪导入立井高程的应用研究及精度分析[J]. 徐泮林,张鹏飞,孙治俊. 北京测绘. 2017(01)
[6]基于拉伸试验的锈蚀钢板力学性能研究[J]. 杨清梅,周健鸿. 低温建筑技术. 2016(05)
[7]基于可靠度指标的桥梁安全评估分级方法[J]. 胡俊亮,钟继卫,黄仕平,颜全胜. 哈尔滨工程大学学报. 2016(04)
[8]三标度模糊层次分析法在桥梁安全评估中的应用[J]. 常健,张志军,王君莉. 中国安全生产科学技术. 2014(08)
[9]基于参数灵敏度分析的连续刚构桥有限元模型修正[J]. 陈彦江,程永欢,李勇,李晰. 公路. 2014(07)
[10]传统遗传算法和改进的NSGA-Ⅱ算法在多目标优化问题的应用[J]. 薛西若,郭建民. 锅炉技术. 2013(06)
硕士论文
[1]基于多源信息的退化钢管混凝土拱桥安全二级评估方法研究[D]. 王俊博.哈尔滨工业大学 2017
[2]锈蚀钢管混凝土构件时变模型与承载力衰变规律研究[D]. 吴骋.重庆交通大学 2014
[3]桥梁钢结构防腐涂层的老化失效机理和寿命预测研究[D]. 刘攀.长安大学 2008
本文编号：3054981
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3054981.html
