考虑空间相关性的大跨度钢筋混凝土拱桥长期变形谱分析

发布时间：2017-08-06 05:12

  本文关键词：考虑空间相关性的大跨度钢筋混凝土拱桥长期变形谱分析

  更多相关文章： 钢筋混凝土拱桥 长期变形 响应面法 蒙特卡洛法 收缩徐变 空间相关性

【摘要】：本文以抚溪江大桥为背景,对钢筋混凝土拱桥的长期变形进行了预测分析。混凝土徐变和收缩是使钢筋混凝土拱桥的长期变形大于瞬时变形的主要因素,但这两个因素受材料、环境等影响,往往难以准确预测。因此规范中确定性的计算方法得出的徐变收缩结果具有很大的变异性。所以不同于传统确定性的预测方法,本文采用了随机的方法对抚溪江大桥的长期变形进行预测,并考虑了徐变模型随机变量的空间相关性对长期变形的影响。首先,本文引入了徐变模型不确定性、收缩模型不确定性,混凝土抗压强度不确定性,恒载不确定性四个随机变量。并采用基于响应面的蒙特卡洛法对抚溪江大桥的长期变形进行了分析,得出了长期变形的概率密度曲线。结果表明,在考虑参数的不确定性后,结构的长期变形也表现出很强的不确定性,成桥10年后,拱顶处位移的变异系数达到了0.2。然后,为了研究混凝土徐变模型的空间相关性对长期变形的影响,本文引入了随机场理论,并采用Karhunen-Loeve级数展开法对相关函数进行了分解。结果表明,考虑空间相关性后,位移响应均值的变化不大,但位移的标准差却有明显减小。所以考虑混凝土徐变模型的空间相关性对长期位移响应是有影响的。最后,本文还研究了位移对随机变量的敏感性。研究结果表明,徐变模型随机因子对位移的影响是最大的,其次是恒载随机因子,而收缩模型随机因子和抗压强度随机因子对位移的影响是最小的。而且考虑徐变模型随机变量的空间相关性后,徐变模型随机因子的敏感性系数的绝对值比未考虑空间相关性小；而收缩模型随机因子敏感性系数、恒载随机因子敏感性系数和抗压强度随机因子的敏感性系数绝对值比未考虑空间相关性时大。
【关键词】：钢筋混凝土拱桥 长期变形 响应面法 蒙特卡洛法 收缩徐变 空间相关性
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 论文的目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文的研究工作13-15
• 第2章 钢筋混凝土收缩徐变的计算理论15-26
• 2.1 引言15
• 2.2 徐变预测模型15-23
• 2.2.1 GL2000徐变与收缩模型16-18
• 2.2.2 B3徐变与收缩模型18-21
• 2.2.3 CEB-FIP MC1978徐变收缩模型21-23
• 2.3 混凝土徐变计算方法23-25
• 2.3.1 按龄期调整的有效模量法23-25
• 2.4 钢筋混凝土徐变非线性有限元分析程序25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 徐变收缩效应的随机分析方法26-32
• 3.1 引言26
• 3.2 徐变收缩模型的不确定性26-27
• 3.3 混凝土28天抗压强度标准值的随机性27
• 3.4 恒载的不确定性27-28
• 3.5 混凝土结构随机分析方法28-31
• 3.5.1 蒙特·卡罗方法(Monte Carlo method)28
• 3.5.2 一般抽样方法28-29
• 3.5.3 蒙特卡洛法中抽样次数与结果精度29
• 3.5.4 响应面法29-31
• 3.6 本章小结31-32
• 第4章 未考虑空间相关性的钢筋混凝土拱桥长期变形谱分析32-41
• 4.1 引言32
• 4.2 抚溪江大桥概况介绍32-34
• 4.3 有限元模型34-36
• 4.4 未考虑空间相关性的位移结果统计36-39
• 4.5 本章小结39-41
• 第5章 考虑空间相关性的钢筋混凝土拱桥长期变形谱分析41-61
• 5.1 引言41
• 5.2 随机场的相关结构和相关函数41-42
• 5.3 随机场的离散与分解42-46
• 5.3.1 Karhunen-Loeve级数展开法42-44
• 5.3.2 离散型KL分解法44-45
• 5.3.3 离散型KL分解法的检验45-46
• 5.4 不同随机场相关模型对长期变形的影响46-49
• 5.5 考虑空间相关性的长期变形计算结果49-55
• 5.5.1 相关长度为0.5L的计算结果49-52
• 5.5.2 相关长度为L的计算结果52-55
• 5.6 结果对比55-59
• 5.7 本章小结59-61
• 第6章 敏感性分析61-66
• 6.1 引言61
• 6.2 随机变量的敏感性分析方法61
• 6.3 位移敏感性分析61-65
• 6.3.1 拱顶处位移对随机变量的敏感性分析62-63
• 6.3.2 1/4L处位移对随机变量的敏感性分析63-65
• 6.4 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果69-70
• 参考文献70-73

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本文编号：628489