基于結構可靠度理論的梁式橋安全性評估方法研究.pdf

1、近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展和交通量的持續(xù)增長，橋梁結構的安全性問題變得日益突出。如何正確、合理的評估橋梁結構的安全性，已逐漸成為橋梁工程領域關注的熱點問題。
　　 結構可靠度理論是一門新興的邊緣學科，將其應用到橋梁的安全性評估中，可以科學準確地評價橋梁結構體系的可靠性。本文以結構可靠度理論為基礎，對鋼筋混凝土梁橋的安全性評估問題進行了較深入的研究，主要研究工作和成果如下：
　　 1.對結構可靠度的基本理論進行了總結，

2、詳細論述了四種常用的結構可靠度計算方法，并比較了各自的優(yōu)缺點；基于分枝界限法與可靠性分析中常用的分析方法故障樹分析法，提出了一種尋找結構主要失效模式的有效算法-最小割集計算法。
　　 2.論述了橋梁結構的抗力模型和荷載作用模型。以往結構可靠性分析都采用靜態(tài)可靠度方法，即不考慮抗力隨時間的衰減。本文在借鑒相關研究成果的基礎上，在結構抗力模型和荷載作用模型中引入時間參數(shù)t，為現(xiàn)役鋼筋混凝土梁橋的安全性評估提供了理論依據(jù)。
　　

3、 3.闡述了隨機有限元法在結構可靠性分析中的應用，著重介紹了蒙特卡羅隨機有限元法的基本思路以及在ANSYS軟件中的應用，并指出鋼筋混凝土橋梁可靠性分析思路和評定準則。本文以結構可靠性理論為基礎，利用ANSYS軟件建立鋼筋混凝土橋梁隨機有限元模型。
　　 4.為了驗證隨機有限元方法的正確性，進行了兩片鋼筋混凝土T形梁模型的承載力全過程靜載試驗，同時參考了南京航空航天大學張彬同學所進行的矩形截面鋼筋混凝土梁疲勞試驗的數(shù)據(jù)，并對試驗

4、梁進行了可靠性分析。
　　 (1)鋼筋混凝土T形梁承載力全過程靜載試驗對試驗梁的荷載-各控制截面撓度曲線、各受力階段撓曲線、荷載-混凝土(鋼筋)應變曲線、截面應變分布曲線、裂縫分布與發(fā)展狀況以及荷載與裂縫寬度的關系曲線等特性進行了系統(tǒng)的試驗研究，并獲得了非線性有限元模型的參數(shù)，將試驗結果與數(shù)值模擬分析結果進行了對比分析。
　　 (2)矩形截面的鋼筋混凝土梁疲勞試驗對試驗梁的跨中撓度與加載次數(shù)關系曲線、混凝土(鋼筋)應變與

5、加載次數(shù)關系曲線、截面應變分布曲線、鋼筋混凝土梁的S-N曲線以及裂縫分布與發(fā)展狀況等特性進行了系統(tǒng)的試驗研究，并對試驗梁進行了結構疲勞分析，將試驗結果與數(shù)值模擬分析結果進行了對比分析。
　　 (3)鋼筋混凝土試驗梁的可靠性分析，得出試驗梁的應力、變形特征以及敏感性分析圖，并繪制出可靠度指標與荷載(加載次數(shù))的關系曲線。研究表明，可靠性分析結果與試驗結果完全吻合，此方法適用于新建的鋼筋混凝土梁橋結構的可靠性分析。
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