现役石拱桥可靠性评估及加固方案优选研究

论文摘要

在役桥梁的承载力不足、老化、破损已引起世界性范围的关注，相应的养护维修、鉴定评估和加固改造也已经成为工程界的热点问题。在役石拱桥的可靠性评估是石拱桥维修和加固的前期工作，也是关键性环节，根据结构可靠性评估的结果，来决定结构是否需要维修和加固，进一步在众多的加固的方案中选择最优的加固方案。本文在总结目前国内外在役桥梁可靠性评估和加固方案研究成果的基础上，针对在役石拱桥可靠性评估及加固方案优选问题进行研究，主要工作包括：1．详细论述了结构可靠性的基本理论及其计算方法。2．研究现役石拱桥承载力可靠性评估的基本原理及计算方法。针对影响桥梁加固效果的因素多样性和复杂性，围绕加固所要达到的基本目标，在系统分析多种影响因素的基础上建立二级评价指标体系。该体系划分了因素的类别和指标的层次结构，可以根据工程实际来选用合适的评价指标。3．分析了石拱桥上部结构常用的加固方法及其适用范围。通过分析影响石拱桥加固方案选择的影响因素和确定方案的基本原则，建立石拱桥加固方案的评价指标体系和多层次的优选模糊综合评判模型。4．通过实际案例分析，验证了模型与方法的合理性和科学性。研究结果表明，应用模糊综合评判以及决策的知识建立桥梁加固方案优选的数学模型，克服了多种复杂因素影响下方案评判时各权重向量难以确定的困难。结合具体加固工程应用该模型，可从多个备选方案中选出综合效益最佳的方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 结构体系可靠性理论研究发展现状
• 1.3 现役桥梁可靠性评估的研究现状
• 1.3.1 现役桥梁可靠性评估的目的
• 1.3.2 现役桥梁可靠性评估的主要内容
• 1.3.3 现役桥梁可靠性评估的过程及方法
• 1.4 现役桥梁加固的研究现状
• 1.4.1 现役桥梁加固的目的和基本要求
• 1.4.2 现役桥梁加固的主要内容及基本程序
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 结构的可靠性基本理论及其计算方法
• 2.1 结构的可靠性理论
• 2.1.1 结构的功能函数
• 2.1.2 结构可靠度的普遍表达式
• 2.2 结构可靠度的计算方法
• 2.2.1 一次二阶矩法（中心点法）
• 2.2.2 改进的一次二阶矩方法（又称JC法或验算点法）
• 2.2.3 蒙特卡罗（Monte-Carlo）法
• 2.3 结构体系可靠性的基本概念
• 2.3.1 结构构件的失效模式
• 2.3.2 结构系统的一般表示方法
• 2.3.3 系统可靠度计算的基本公式
• 2.3.4 PNET方法
• 2.3.5 β约界（β-unzipping）法
• 第3章 现役石拱桥承载力可靠性综合评定方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 现役石拱桥承载力可靠性评定的内容
• 3.3 石拱桥承载力可靠性评定影响因素
• 3.3.1 石拱桥实际结构
• 3.3.2 裂缝
• 3.4 现役石拱桥承载力可靠性评定方法研究
• 3.4.1 静态参数识别法
• 3.4.2 直接参数法
• 3.4.3 机构分析法
• 3.5 现役石拱桥可靠性综合评定法（层次分析法）
• 3.6 现役石拱桥可靠性评估发展方向
• 第4章 石拱桥加固方案的模糊优选及案例分析
• 4.1 引言
• 4.2 模糊评判的基本原理
• 4.3 石拱桥桥体常用加固方法
• 4.3.1 增大主拱载面法
• 4.3.2 粘贴加固法
• 4.3.3 改变结构体系加固法
• 4.3.4 外部预应力加固法
• 4.3.5 减轻拱上建筑重量加固法
• 4.3.6 增设拱肋加固法
• 4.3.7 喷锚混凝土加固法
• 4.4 桥梁加固方案优选评价指标体系的确立
• 4.4.1 桥梁加固方案优选的目标及影响因素
• 4.4.2 桥梁加固方案评价指标体系的建立
• 4.5 综合评价指标评价集的确定与处理
• 4.5.1 对定量指标的处理
• 4.5.2 对定性指标的量化处理
• 4.6 确定权重集
• 4.7 桥梁加固方案优选的决策模型
• 4.7.1 多层次综合评估模型
• 4.7.2 多目标模糊决策模型
• 4.7.3 桥梁加固方案优选决策模型
• 4.8 加固案例分析
• 4.8.1 工程概况
• 4.8.2 桥梁主要病害
• 4.8.3 加固方案的优选
• 第5章 结论与建议
• 5.1 本文主要研究结论
• 5.2 需进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 硕士研究生学习阶段发表论文