在役混凝土桥梁基于风险分析的承载能力评估研究

论文摘要

在役混凝土桥梁随着使用时出现的超载、重载、环境恶化等诸多因素的影响,诱化混凝土开裂、碳化、钢筋锈蚀等病害,严重的影响其使用功能和承载力。对这些病害桥梁的使用,到底其风险有多大,如何评估其使用期的承载力,是大家十分关注的问题。本文结合湖南省科技厅科技计划项目探讨了基于风险分析的在役混凝土桥梁承载能力评估方法,首先运用模糊层次分析法提取影响桥梁承载力的最主要的荷载和抗力影响因素,然后结合可靠度理论和实桥的检测资料修正桥梁的当前时刻荷载参数和抗力参数,恒载参数通过引入折减系数?修正,汽车荷载参数的修正通过引入活载影响修正系数ξq实现,抗力参数的修正主要考虑基于Bayes方法的材料强度修正和开裂引起的受压区高度变化,并分别通过可靠度计算方法（JC法和PNET法）计算出在役桥梁的构件和体系可靠度（失效概率）,还考虑了荷载和抗力的时变效应,运用了回归分析方法来统计出抗力衰减的规律,并根据已有文献给出了统计归纳后的抗力衰减函数,最后将失效概率和已经当量化为经济指标的失效损失值相乘,得到定量的风险值,将风险值与风险评价标准中的临界值比较,得出在役混凝土桥梁的风险水平,为桥梁评估提供参考。按照本文方法对位于黄石-黄梅高速公路K 75 + 866处的团山河大桥进行了承载能力评估,评估结果表明该桥的风险值高于风险评价标准值,需马上采取措施预防风险。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及研究意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 在役混凝土桥梁承载能力评估现状
• 1.3 在役混凝土桥梁承载能力评估的特点
• 1.4 工程风险评估研究概述
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 在役混凝土桥梁危险性分析（风险因素辨识）
• 2.1 引言
• 2.2 荷载的危险性分析及其组合
• 2.2.1 荷载因素
• 2.2.2 荷载因素组合
• 2.3 抗力影响因素危险性分析
• 2.3.1 几种基本的抗力表达函数
• 2.3.2 抗力影响因素归类
• 2.4 层次分析法辨识风险因素
• 2.5 模糊层次分析法辨识风险因素
• 2.6 本章小结
• 第三章 在役混凝土桥梁失效可能性估算
• 3.1 引言
• 3.2 结构失效概率分析的基本概念和原理
• 3.3 在役混凝土桥梁荷载的概率模型
• 3.3.1 恒载以及恒载效应模型修正
• 3.3.2 汽车荷载以及汽车荷载效应模型修正
• 3.4 在役混凝土桥梁抗力的概率模型
• 3.4.1 基于 Bayes 方法的当前时刻材料强度修正
• 3.4.2 抗力概率模型及其统计参数
• 3.4.3 抗力衰减概率模型及其统计参数
• 3.5 在役混凝土桥梁结构构件承载能力可靠度计算
• 3.6 在役混凝土桥梁结构体系承载能力可靠度计算
• 3.6.1 体系可靠度分析中的基本系统
• 3.6.2 体系可靠度计算的基本方法
• 3.6.3 体系可靠度分析中构件的失效模式
• 3.6.4 体系可靠度计算模型的建立
• 3.7 本章小结
• 第四章 在役混凝土桥梁失效损失估算和失效风险评价
• 4.1 失效损失估算的研究概况
• 4.2 在役混凝土桥梁失效损失估算
• 4.2.1 在役混凝土桥梁的失效损失分类
• 4.2.2 各项损失值的估算
• 4.2.3 非经济损失转化为经济损失
• 4.3 在役混凝土桥梁失效风险值计算
• 4.4 在役混凝土桥梁失效风险评价标准
• 4.5 本章小结
• 第五章 工程应用
• 5.1 工程背景
• 5.2 团山河大桥基于风险分析的承载能力评估步骤
• 5.3 荷载和抗力风险因素识别
• 5.4 荷载效应统计参数计算
• 5.4.1 恒载效应统计参数计算
• 5.4.2 汽车荷载效应统计参数计算
• 5.5 抗力统计参数计算
• 5.5.1 现场检测资料
• 5.5.2 当前时刻的材料强度和跨中截面抗弯承载能力参数修正
• 5.5.3 跨中截面抗弯承载能力统计参数计算
• 5.6 结构承载能力可靠度计算
• 5.7 结构失效损失计算
• 5.8 结构失效风险值计算和风险评价
• 5.9 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A
• 附录 B