论文部分内容阅读
钢筋混凝土拱桥自重小、跨越能力大、结构轻巧、受力明确,因此,在20世纪得到了大量修建。但是,由于设计时荷载等级较低,随着我国经济发展,车流量的增加,让这类桥型长期处于超载服役状态,呈现出不同程度的病害,桥梁承载能力的降低速度超过了设计预期,很多桥梁承载力已不满足规范要求,必须进行维修加固。本文依托涪江二桥病害整治工程,对钢筋混凝土拱桥的病害类型及原因、常用加固方法、有限元模型修正及加固后可靠性评估及预测方面进行了研究,主要工作如下:(1)介绍了响应面法在模型修正及可靠性评估中的运用,针对蒙特卡罗法不能采用迭代计算拟合出最接近失效面的响应面模型这一缺点,采用响应法拟合出荷载效应的显式表达式,结合构件截面承载力计算公式,构建出结构极限功能函数的显式表达式。(2)通过加固后静力荷载试验实测挠度数据,采用响应面法对涪江二桥的有限元模型进行了修正,通过对不同工况条件下模型修正结果的对比,发现不同工况条件下测得的挠度数据对模型的修正效率不一样。考虑到单一工况实测数据较少,模型修正的输入信息量较少,为了保证模型修正的合理性及正确性,联合了不同工况条件下的实测挠度数据对模型参数进行了修正,并赋予了各工况不同的权重系数,最后通过matlab优化工具箱求解出了各权重系数的大小及参数修正值。(3)采用响应面法结合蒙特卡罗法对涪江二桥的可靠度指标进行了分析研究,结果表明,120m跨主拱圈要先于60m跨主拱圈达到承载能力极限状态,但根据涪江二桥的加固历史,其60m跨主拱圈已于120m跨主拱圈之前达到了承载能力极限状态。在对其原因进行分析后,本文对两60m跨边拱脚施加了2cm拱脚强制位移,并考虑车流量的增加,将车辆荷载增大1.1倍,从而计算出了涪江二桥的可靠度指标,验证了本文的分析。最后,在考虑了拱脚位移,车流量增大等因素的基础上,根据修正后的有限元模型,对加固后涪江二桥的可靠性进行了预测。