预应力混凝土箱型梁桥承载力可靠度评估方法比较分析
本文关键词：预应力混凝土箱型梁桥承载力可靠度评估方法比较分析，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：预应力混凝土箱梁桥在公路桥梁上的广泛运用,使得对其实际承载能力进行准确评估变得尤为重要。由于中美两国对桥梁承载力评估的检算评定法不尽相同,比较分析两种评估方法成为一个值得探讨的课题。本文在论述桥梁结构可靠度理论及其计算方法的基础上,对概率有限元方法进行了详细的分析；建立了公路桥梁的随机荷载模型和抗力模型；推导了预应力混凝土桥梁的极限状态方程；比较分析了中美两国桥梁结构承载力评估方法的异同。以某既有预应力混凝土变截面箱梁桥为实例,利用ANSYS有限元软件,建立上部结构的三维实体有限元模型,进行主跨跨中正截面的仿真计算；并对该桥进行了荷载试验,将试验的实测值与数值计算值进行比较,验证了所建立的桥梁有限元模型的合理性。利用ANSYS PDS平台中的响应面法,计算了该桥的抗弯承载力的失效概率和可靠度指标。分别建立预应力混凝土单室等截面以及组合箱梁桥的有限元模型,计算了两者的抗弯承载力失效概率和可靠度指标,并进行了参数的敏感性分析。通过比较三座不同截面的箱梁桥的可靠度,可以发现美国的承载能力评估方法计算所得的可靠指标低于我国评估方法的结果。最后通过分析箱型桥梁可变参数的敏感性,多方面比较分析了中美两国评估方法的差别。结果表明,运用我国的评估方法所得的可靠指标受主观因素影响较大,并且美国的评定体系更加严格。
【关键词】：混凝土箱型梁桥 承载能力 可靠度 评定方法 比较分析 ANSYS PDS
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-7
- 1 绪论7-14
- 1.1 选题背景与意义7-9
- 1.2 国内外研究现状9-12
- 1.2.1 国内外结构可靠度研究现状9-10
- 1.2.2 国内外桥梁评估研究现状10-12
- 1.3 本文主要的工作12-14
- 2 桥梁结构可靠度与计算方法14-30
- 2.1 结构可靠度概念14-18
- 2.1.1 结构可靠性与可靠度14
- 2.1.2 结构极限状态与功能函数14-16
- 2.1.3 失效概率与可靠指标16-18
- 2.2 可靠度基本计算方法18-29
- 2.2.1 中心点法18-19
- 2.2.2 验算点法(JC法)19-23
- 2.2.3 蒙特卡罗法23-24
- 2.2.4 响应面法24-25
- 2.2.5 概率有限元计算方法25-29
- 2.3 目标可靠度的确定29
- 2.4 本章小结29-30
- 3 中美桥梁承载力评估模型与方法分析研究30-48
- 3.1 公路桥梁荷载模型31-36
- 3.1.1 恒载模型31-32
- 3.1.2 汽车荷载模型32-36
- 3.2 结构抗力模型36-41
- 3.2.1 桥梁构件抗力的不定性36-38
- 3.2.2 桥梁结构抗力的主要影响因素38-41
- 3.2.3 桥梁结构抗力衰减的简化模型41
- 3.3 极限状态方程41-43
- 3.4 中美公路桥梁承载力评估方法比较研究43-47
- 3.4.1 基于检算的桥梁承载力评定法43-46
- 3.4.2 中美公路桥梁承载能力评定方法的比较46-47
- 3.5 本章小结47-48
- 4 预应力混凝土箱型梁桥可靠度评估实例分析48-71
- 4.1 计算变截面连续桥梁正截面抗弯可靠度48-59
- 4.1.1 工程概况48-49
- 4.1.2 模型建立49-52
- 4.1.3 以应力响应为功能函数的主跨跨中截面抗弯可靠度52-59
- 4.2 荷载试验59-66
- 4.2.1 静载实验59-63
- 4.2.2 动载实验63-66
- 4.3 桥梁外观检测66-67
- 4.4 模拟值与检测值对比分析67-70
- 4.4.1 挠度结果对比分析67-68
- 4.4.2 应力应变结果对比分析68-70
- 4.5 结论70
- 4.6 本章小结70-71
- 5 中美评估方法的箱梁桥可靠度及敏感系数分析71-85
- 5.1 既有单室连续桥梁71-74
- 5.2 既有组合箱梁桥74-80
- 5.3 敏感系数对比分析80-84
- 5.4 本章小结84-85
- 6 结论与展望85-87
- 6.1 结论85-86
- 6.2 展望86-87
- 致谢87-88
- 参考文献88-92
- 附录92
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