桥梁作为公路交通的关键节点,对保证公路网的畅通、通行安全起着重要作用。但混凝土桥梁在建成投入使用以后,由于荷载作用、材料性能老化、损伤累积、环境作用等因素的影响,会出现各种病害,导致桥梁结构安全性和使用性能随时间逐渐降低。本文依托交通运输部建设科技项目“在役混凝土梁桥可靠性检测评估技术体系与装备研发”和“混凝土梁桥长期性能研究(LBBP)”,从桥梁安全性、裂缝和变形三个方面对影响中小跨径混凝土桥梁上部结构性能的主要因素进行了分析,建立了安全性评估模型、裂缝演化分析模型和变形演化分析模型。本文具体研究内容如下:1.从材料、施工、环境、养护和维修等方面分析了影响混凝土桥梁安全性能的因素;建立了时变可靠指标和条件可靠指标的计算公式,确立了基于不同桥梁检测结果的可靠度评估方法,统计分析了我国2005~2014年公路桥梁的年失效概率。研究表明,对于《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011)规定的桥梁承载力评定方法,当承载能力恶化系数取0时,随着桥梁构件承载能力检算系数标度从1降到5,构件的可靠指标下降幅度为2.0~3.0;桥梁实际年失效概率远远超过《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283—1999)规定的允许值。2.根据工程调查资料分析了常见桥梁裂缝的形式、类别、主要影响因素以及主要出现的位置和原因,建立了受约束钢筋混凝土构件收缩裂缝演化分析模型和弯曲荷载裂缝演化分析模型,并通过算例分析证明了裂缝演化模型的可行性。3.分析了影响桥梁上部结构短期变形和长期变形的主要因素,建立了桥梁挠度演化分析模型;通过理论分析和试验数据修正,建立了裂缝宽度与挠度的近似线性关系式。研究表明,按现行规范计算的预应力混凝土梁跨中长期挠度比按徐变理论计算的跨中长期挠度小;当预应力混凝土梁的实际有效应力达不到规范计算值时,梁的反拱值会降低,跨中长期竖向挠度会增大,变化程度与实际的有效预应力有关。