基于长期监测数据的在役混凝土梁桥时变可靠度评估方法

发布时间：2017-07-05 12:19

  本文关键词：基于长期监测数据的在役混凝土梁桥时变可靠度评估方法

  更多相关文章： 时变可靠度 抗力衰减 健康监测 锈蚀刚度 可视化计算程序

【摘要】：对于在役混凝土桥梁的时变可靠性研究,已成为目前国际结构工程领域广泛研究的热点课题,特别是随着世界各国对桥梁的实时健康监测系统的广泛运用的大背景下,开展以结构时变可靠度理论为基础,选取合适的分析方法将健康监测系统与桥梁时变可靠度理论结合起来的研究将具有重大的理论意义和社会经济效益。开展这一类研究的目的在于把海量的桥梁实时监测数据转化为能对桥梁维修、拆除决策提供科学依据的时变可靠性指标,为此本文针对中小跨径的混凝土简支梁桥特点,开展了基于长期监测数据的在役混凝土梁桥时变可靠度评估方法的研究工作,主要内容如下:1.介绍了目前可靠度的基本理论和常用的计算方法,并重点分析了这些一次二阶矩法和蒙特卡洛法各自优缺点和适用范围,在此基础上也介绍我国相应可靠度规范中的目标可靠指标与最低可靠度可靠指标。2.分析了考虑材料性能退化的时变抗力概率分布类型和相关统计参数,同时总结了目前对于影响抗力衰减相关因素的数学计算模型,同时介绍了计算时变抗力相应统计参数的两种方法即误差传递原理和蒙特卡洛抽样法。3.针对本文基于健康监测数据的可靠度分析这一主题,本文选着了一个合适的基于监测数据的可靠指标计算系统,通过简支梁桥的空间锈蚀刚度,把监测应变反算成桥梁上部结构的实时荷载内力效应。4.通过工程算例,利用JC法和蒙特卡洛重要抽样法得出了该桥基于监测数据的时变可靠指标。在得出时变可靠指标的基础上利用最低目标可靠指=t??破坏原则计算该桥的剩余使用寿命。5.最后介绍了利用Fortran语言编制的考虑抗力、荷载效应时变性的可视化可靠指标计算程序,并分析了程序中各个模块的适用性以及程序中应该进行功能扩展方向。
【关键词】：时变可靠度 抗力衰减 健康监测 锈蚀刚度 可视化计算程序
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 研究背景、意义10-11
• 1.2 在役桥梁时变可靠度国内外研究现状11-16
• 1.3 桥梁健康监测系统的发展及应用现状16-19
• 1.4 已有研究成果特点及评述19-20
• 1.4.1 现有桥梁时变可靠度研究特点及评述19
• 1.4.2 桥梁健康监测系统的特点及其评述19-20
• 1.5 本论文主要研究内容20-22
• 第二章 在役混凝土桥梁可靠度理论与计算方法22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 结构随机可靠度相关概念22-25
• 2.2.1 结构极限状态方程22-23
• 2.2.2 结构的可靠度指标23-25
• 2.3 桥梁可靠度实用计算方法25-34
• 2.3.1 中心点法25-26
• 2.3.2 验算点法26-28
• 2.3.3 JC法28-31
• 2.3.4 蒙特卡罗法31-34
• 2.4 可靠性分析的目标及最低可靠指标34-35
• 2.5 小结35-36
• 第三章 监测数据下桥梁可靠指标计算方法36-62
• 3.1 既有桥梁可靠度的时变特性36-37
• 3.2 既有桥梁荷载效应模型37-42
• 3.2.1 桥梁恒载及其恒载效应的概率分布模型37-39
• 3.2.2 桥梁活载与活载效应的概率模型39-42
• 3.3 在役桥梁抗力随机过程模型42-54
• 3.3.1 混凝土桥梁抗力的不确定性因素42-45
• 3.3.2 自然条件下影响在役混凝土桥梁抗力的主要因素45-46
• 3.3.3 混凝土碳化46-47
• 3.3.4 混凝土时变强度47-48
• 3.3.5 钢筋锈蚀开始时间及其锈蚀模型48-50
• 3.3.6 钢筋锈蚀后力学参数模型50-51
• 3.3.7 xB与钢筋粘结性能退化模型51-52
• 3.3.8 预应力损失计算模型52
• 3.3.9 桥梁抗力随时间变化的概率统计模型52-54
• 3.4 基于健康监测数据的桥梁时变可靠指标计算系统54-60
• 3.4.1 桥梁时变锈蚀刚度模型55-57
• 3.4.2 由应变监测数据反算截面内力57
• 3.4.3 时变交通量计算桥梁可靠指标流程57-60
• 3.5 本章小结60-62
• 第四章 工程算例分析62-81
• 4.1 工程概述62-66
• 4.2 抗力三大因素的统计参数计算66-71
• 4.2.1 钢筋锈蚀时间66-67
• 4.2.2 钢筋锈蚀截面面积均值及标准差67-68
• 4.2.3 钢筋锈蚀强度均值及标准差68-69
• 4.2.4 混凝土实变抗压强度平均值及标准差69-70
• 4.2.5 钢筋与混凝土粘结系数70-71
• 4.3 抗力均值及标准差计算71-72
• 4.4 荷载效应计算72-76
• 4.4.1 恒载效应均值及标准差72-73
• 4.4.2 基于健康监测数据的活载效应均值及标准差计算73-76
• 4.5 桥梁时变可靠度计算及桥梁剩余寿命预测76-79
• 4.5.1 可靠度指标计算76
• 4.5.2 计算结果分析及剩余寿命预测76-79
• 4.6 本章小结79-81
• 第五章 在役桥梁可靠度应用程序开发81-87
• 5.1 程序开发思路81
• 5.2 程序介绍81-86
• 5.3 程序适用性分析86
• 5.4 小结86-87
• 第六章 结论与展望87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-93
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果93

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本文编号：521951