混凝土简支梁时变可靠度分析

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桥梁的可靠性研究是结构工程领域内世界各国都广为关注的问题之一。以往对桥梁结构的可靠度问题研究相对较多;而对桥梁结构的时变可靠度问题的研究相对较少。通过对桥梁结构的时变可靠度的研究,可以对桥梁结构进行合理的设计、维护和加固,以增长桥梁结构的使用寿命。因此,研究既有桥梁的时变可靠度问题不仅具有重要的理论意义,而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济效益及社会效益。我国的桥梁很大一部分是混凝土简支梁,并且混凝土简支梁是桥梁结构中最简单的桥型,为了计算的方便和具有现实意义,本文以混凝土简支梁为例进行计算分析。本文首先介绍了钢筋混凝土简支桥梁可靠性评估,包括基于设计规范的方法和荷载试验法、基于外观调查、基于专家经验、基于结构可靠性理论等几种方法,本文在基于结构可靠性理论的基础上进行了分析和研究。其次又分析了桥梁评估的现行研究现状,然后着重论述了可靠度理论的基本原理,介绍了计算可靠度指标的两种常用方法:一次二矩法和蒙特卡洛法。以往对钢筋混凝土简支桥梁可靠度的验算研究都是将结构抗力看作一个随机变量,而在实际环境当中,由于各种因素桥梁抗力是一个随时间而逐渐衰减并且不可逆转的过程,所以应该把抗力当作一个随机过程进行处理。因此,可知钢筋混凝土简支桥梁的可靠性应该是一个时变可靠度问题。针对抗力衰减的问题,本文分析了影响抗力衰减的因素,如混凝土碳化、钢筋锈蚀、钢筋强度变化等,除此之外本文在前人对混凝土结构可靠性评估研究的基础上,选择了最合适钢筋混凝土桥梁的荷载效应模型以及钢筋混凝土梁桥的抗力衰减模型。由于在计算可靠指标时,只有将抗力随机过程转化为随机变量形式才能进一步求解可靠指标,因此文中还介绍了几种常用的时变可靠度的分析方法。最后文中通过工程示例,利用时变可靠指标计算程序得出了该钢筋混凝土简支桥梁的时变可靠指标。在得出桥梁时变可靠度指标的基础之上根据与目标可靠度相比较,计算出了该桥梁的剩余使用寿命。
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