中美欧混凝土桥梁设计规范对比与评价体系研究

发布时间：2017-07-27 10:21

  本文关键词：中美欧混凝土桥梁设计规范对比与评价体系研究

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【摘要】：本文以中国公路桥梁设计规范《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004、JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)、美国公路桥梁设计规范《AASHTO LRFD Bridge Design Specification》 (2007 Version)和欧洲公路桥梁设计规范(EN1990-1999)的设计方法及相关设计条款为基础进行中美欧混凝土桥梁设计规范的对比与评价体系研究。本文主要从以下五个方面进行中美欧桥规的对比研究：1)中美欧桥规设计基本要求总结对比：对比中美欧桥规的设计准则与理念；进行中美欧桥规极限状态划分与极限状态计算表达式的对比分析。从设计基本要求、材料特性、荷载及荷载组合效应、构件计算方法、正常使用极限状态计算要求、构造要求等方面进行中美欧桥规的总结性对比。2)中美欧桥规可靠度指标对比：介绍结构可靠度理论基本原理以及结构可靠性、失效概率与可靠度指标的基本概念；对比中美欧桥规目标可靠度指标的差异性；进行不同极限状态下桥梁结构抗弯、抗剪、裂缝、挠度等性能指标的可靠度分析。3)建立中美欧桥规综合评价体系：进行中美欧桥规设计基本要求、极限状态、构造要求的对比,结合基于可靠度理论的中外桥梁规范评价基本指标：截面富余度、变形富余度、应力富余度等建立中外公路桥梁设计规范的综合评价体系,并考虑富余度分项权重,提出基于结构构件可靠度的评价核心指标—综合富余度。4)混凝土斜拉桥工程实例计算分析：以赤道几内亚Mbini混凝土斜拉桥为工程实例,根据中美欧桥规的规定,采用Midas/Civil 8.2.1进行斜拉桥有限元建模；并分别进行基于中美欧桥规下的混凝土斜拉桥工程实例的分析验算。5.)工程实例评价体系指标分析：参考中美欧桥梁规范评价体系与评价指标计算方法,结合Mbini斜拉桥与《公路桥梁通用图》中的简支T梁桥、简支空心板梁桥、箱型连续梁桥共22座样本桥梁的有限元计算结果,得到考虑分项权重的规范评价核心指标—综合富余度(截面富余度、变形富余度、应力富余度)在不同桥梁形式、不同桥规下的主要结论。本文系统地进行了中美欧桥规设计条款的总结性对比,并基于可靠度理论构建了中外公路桥梁规范的综合评价体系与评价指标,定量化评价中外桥梁设计规范的安全性与经济性,有助于提升我国工程设计、施工、监理及总承包企业在海外工程市场的竞争力并提供技术支撑。
【关键词】：中美欧桥规 设计准则 可靠度理论 中外桥规评价体系 斜拉桥算例 综合富余度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 中美欧桥梁设计规范简介10-13
• 1.2.1 中国桥梁规范10-12
• 1.2.2 美国桥梁规范12
• 1.2.3 欧洲桥梁规范12-13
• 1.3 中外桥梁设计规范研究现状13-15
• 1.4 中外桥规现有研究主要问题15
• 1.5 论文主要研究内容15-18
• 第二章 设计基本要求对比分析18-43
• 2.1 设计准则18-20
• 2.2 极限状态设计20-24
• 2.2.1 极限状态划分20-21
• 2.2.2 极限状态计算21-24
• 2.3 材料指标24-28
• 2.3.1 混凝土24-26
• 2.3.2 普通钢筋26-27
• 2.3.3 预应力钢筋27-28
• 2.4 荷载及荷载组合28-37
• 2.4.1 车辆荷载28-31
• 2.4.2 温度荷载31-35
• 2.4.3 荷载组合35-37
• 2.5 中美欧桥规上述对比主要结果37-42
• 2.6 本章小结42-43
• 第三章 可靠度设计指标的对比分析43-53
• 3.1 可靠度理论基本原理43-47
• 3.1.1 结构可靠性与可靠度43-44
• 3.1.2 极限状态与极限状态方程44-45
• 3.1.3 失效概率与可靠度指标45-47
• 3.2 可靠度理论的设计应用47-52
• 3.2.1 设计基准期47
• 3.2.2 目标可靠度47-49
• 3.2.3 概率极限状态设计方法49-50
• 3.2.4 极限状态可靠度指标50-52
• 3.3 本章小结52-53
• 第四章 中外桥规综合评价体系研究53-67
• 4.1 评价核心指标53-63
• 4.1.1 截面富余度53-56
• 4.1.2 变形富余度56-57
• 4.1.3 应力富余度57-59
• 4.1.4 综合富余度59-63
• 4.2 规范综合评价体系63-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第五章 基于中美欧桥规的混凝土斜拉桥对比分析67-89
• 5.1 设计基本资料67-72
• 5.1.1 基本信息67-68
• 5.1.2 主要材料68-69
• 5.1.3 设计要点69-70
• 5.1.4 施工方法70-72
• 5.2 结构构造形式72-73
• 5.2.1 主梁布置72
• 5.2.2 塔柱布置72-73
• 5.2.3 拉索布置73
• 5.3 结构内力效应及组合73-78
• 5.3.1 荷载组合74
• 5.3.2 承载能力极限状态结构内力组合设计值74-76
• 5.3.3 常使用极限状态结构内力组合设计值76-78
• 5.4 承载能力极限状态验算78-81
• 5.4.1 抗压承载力验算78-79
• 5.4.2 抗弯承载力验算79-80
• 5.4.3 抗剪承载力验算80-81
• 5.5 正常使用极限状态验算81-84
• 5.5.1 预应力损失计算81-82
• 5.5.2 抗裂性验算82-83
• 5.5.3 挠度验算83-84
• 5.6 构件应力验算84-87
• 5.6.1 持久状况预应力混凝土构件应力验算84-86
• 5.6.2 短暂状况(施工阶段)构件应力验算86-87
• 5.6.3 拉索应力验算87
• 5.7 本章小结87-89
• 第六章 基于中美欧桥规的工程实例评价指标对比分析89-118
• 6.1 预应力混凝土简支T梁桥89-97
• 6.1.1 截面富余度90-92
• 6.1.2 变形富余度92-93
• 6.1.3 应力富余度93-95
• 6.1.4 综合富余度95-97
• 6.2 预应力混凝土简支空心板梁桥97-104
• 6.2.1 截面富余度97-99
• 6.2.2 变形富余度99-100
• 6.2.3 应力富余度100-102
• 6.2.4 综合富余度102-104
• 6.3 预应力混凝土连续箱梁桥104-111
• 6.3.1 截面富余度105-107
• 6.3.2 变形富余度107
• 6.3.3 应力富余度107-109
• 6.3.4 综合富余度109-111
• 6.4 混凝土斜拉桥111-116
• 6.4.1 截面富余度111-113
• 6.4.2 变形富余度113
• 6.4.3 应力富余度113-115
• 6.4.4 综合富余度115-116
• 6.5 本章小结116-118
• 第七章 结论与展望118-121
• 7.1 结论118-119
• 7.2 展望119-121
• 致谢121-122
• 参考文献122-126
• 作者简介126

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本文编号：580935