基于LRFD设计理论的不均匀沉降对桥梁上部结构可靠度的影响研究

发布时间：2017-08-07 10:35

  本文关键词：基于LRFD设计理论的不均匀沉降对桥梁上部结构可靠度的影响研究

  更多相关文章： 不均匀沉降 可靠度 桥梁上部结构 LRFD 荷载系数

【摘要】：在现行的LRFD设计规范中,通常取最大的沉降值作为基础沉降值。然而由于场地的变异性非常大,所以确定性不均匀基础沉降与实际沉降之间存在着很大的不同。本文主要研究基础随机不均匀沉降对桥梁上部结构可靠度的影响。在本文的可靠度分析中,假设随机不均匀沉降服从对数正态分布,其变异系数取为0.25。恒载和活荷载均为随机变量,其分别服从正态分布以及极值I型分布。桥梁基础沉降考虑随机不均匀沉降,然后运用一次二阶矩的方法(FORM)进行桥梁上部结构可靠度指标的计算。在桥梁可靠度分析中考虑活荷载折减因子的影响。本文分别计算了2座现有桥梁以及31座拟设计的多跨连续梁桥的可靠度指标。由可靠度指标的计算结果可以看出,在基于桥梁跨径以及刚度的前提下,基础不均匀沉降的微小变化可能导致桥梁上部结构可靠度的显著降低。论文以桥梁A6569和桥梁A3973为例,计算了基础沉降对桥梁上部结构的二次弯矩和剪力值。在考虑基础沉降对桥梁上部结构的影响后,其可靠度指标随着基础沉降的增大而显著减小。对于拟设计的31座连续桥梁,由于其截面设计是满足荷载最不利组合的内力而设计的最小截面要求,其可靠性指标较实际的钢混组合桥梁要低。因此,在不考虑折减活荷载的情况下,桥梁能够容许的沉降极值为L/500;在考虑折减活荷载的情况下,桥梁能够容许的沉降极值为L/2500。由可靠度分析的结果表明,在不考虑活荷载折减的情况下,现行美国规范中不均匀沉降荷载系数1.0可以满足容许沉降值L/250以内的基础沉降。然而当考虑折减活荷载时,基础不均匀沉降的荷载系数需要放大。
【关键词】：不均匀沉降 可靠度 桥梁上部结构 LRFD 荷载系数
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 论文的研究背景及意义11-13
• 1.2 基础不均匀沉降对桥梁的危害13-14
• 1.3 结构可靠度理论的研究与发展14-16
• 1.4 本文的主要研究工作16-17
• 第二章 可靠度理论及基于可靠度的LRFD设计理论17-33
• 2.1 结构可靠度原理17-29
• 2.1.1 结构的功能函数17
• 2.1.2 结构的失效概率17-19
• 2.1.3 可靠度指标19-20
• 2.1.4 结构可靠度计算方法20-29
• 2.2 基于可靠度的LRFD设计理论29-32
• 2.2.1 LRFD公路桥梁设计规范历史与现状29-30
• 2.2.2 LRFD设计理论流程30
• 2.2.3 目标可靠度指标的确定30-31
• 2.2.4 设计分项系数的推导31-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 基础不均匀沉降对连续梁桥的影响分析33-47
• 3.1 连续梁桥简介33
• 3.2 基础不均匀沉降33-34
• 3.2.1 基础不均匀沉降的原因33-34
• 3.2.2 基础不均匀沉降的随机性34
• 3.3 基础不均匀沉降对桥梁的影响分析34-45
• 3.3.1 连续梁桥在支座沉降下的影响分析算例34-37
• 3.3.2 分析结果37-44
• 3.3.3 分析结论44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 基础不均匀沉降对桥梁上部结构可靠度的影响分析47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 荷载与抗力的随机特性47-49
• 4.3 荷载作用的分布及统计参数研究49-50
• 4.3.1 恒载概率分布及统计参数49-50
• 4.3.2 车辆荷载概率分布及统计参数50
• 4.4 结构构件抗力不确定因素分析50-53
• 4.5 基础沉降效应概率分布及统计参数53
• 4.6 桥梁结构可靠度分析53-64
• 4.6.1 桥梁结构可靠度分析算例53-57
• 4.6.2 荷载效应和抗力分析结果57-59
• 4.6.3 预应力混凝土桥梁可靠度分析59-64
• 4.6.4 分析结论64
• 4.7 本章小结64-65
• 第五章 基础不均匀沉降作用下的钢梁桥荷载系数标定65-75
• 5.1 钢梁桥结构可靠度分析算例65-66
• 5.2 钢梁桥结构可靠度分析结果66-72
• 5.3 钢梁桥结构可靠度分析结论72-73
• 5.4 基础不均匀沉降荷载系数的标定73-74
• 5.5 分析结论74
• 5.6 本章小结74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况81

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本文编号：634221