圬工拱桥承载力可靠性分析

论文摘要

对在用圬工拱桥的拱肋结构性能进行可靠性分析,给出其现在以及今后一段时间内的承载力可靠度水平,有利于公路建设和决策部门对拱桥的维护工作做出经济合理、切实有效的抉择。本文依据结构可靠性理论,对在用圬工拱桥(本文主要针对无铰拱桥)的承载力可靠度进行研究,给出其结构承载力可靠度分析模型。针对圬工拱式桥结构体系中的主要受力构件一拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的“五点重合法”确定研究截面,进而根据该截面的不利情况确定荷载布置型式。本论文在国外圬工拱桥实桥及模型破坏试验的基础上,基于石头河桥实例,研究了圬工结构拱桥的极限状态,确定了四铰破坏模式并提出了塑性铰的判断方法。这种方法方便了圬工结构拱桥可靠性的计算。从圬工材料的应力一应变关系曲线出发,并假设圬工材料不抵抗拉应力,推导出了拱肋截面抗力的表达式并根据现有的试验资料统计,假设抗力服从正态分布,统计出分布参数。最后利用JC法计算截面可靠指标,根据荷载增量法寻找主要失效模式并计算主拱圈体系失效概率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 结构可靠性研究的现状及发展方向
• 1.2.1 结构可靠性理论发展历程
• 1.2.2 我国近年结构可靠性研究概况
• 1.2.3 结构服役期可靠性研究概况
• 1.2.4 桥梁结构服役期可靠性研究概况
• 1.2.5 结构可靠性研究发展方向
• 1.3 现役拱桥的可靠性研究
• 1.3.1 现役拱桥可靠性分析的内容与特点
• 1.3.2 影响现役拱桥可靠性的主要原因分析
• 1.3.3 本文研究的目的、内容和思路
• 第2章 圬工拱桥荷载和抗力分析与参数统计
• 2.1 引言
• 2.2 现役圬工拱桥结构上作用的概率模型
• 2.2.1 现役圬工拱桥结构上的作用及作用效应
• 2.2.2 荷载代表值
• 2.2.3 现役圬工拱桥的永久作用
• 2.2.4 现役圬工拱桥的车辆荷载作用
• 2.3 现役圬工拱桥截面抗力及其概率统计
• 2.3.1 砌体应力应变关系
• 2.3.2 受压石砌体构件截面应力分布规律
• 2.3.3 轴力—弯矩（N-M）关系式的推导
• 2.3.4 统计分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 圬工拱桥可靠度计算方法
• 3.1 引言
• 3.2 结构可靠性分析的基本概念和原理
• 3.2.1 结构可靠性
• 3.2.2 极限状态
• 3.2.3 极限状态方程
• 3.2.4 结构可靠度与失效概率
• 3.2.5 可靠度和可靠指标
• 3.3 结构可靠度的计算方法
• 3.3.1 一次二阶矩法（中心点法）
• 3.3.2 改进的一次二阶矩法
• 3.4 结构体系可靠度的基本概念
• 3.4.1 结构的失效模式
• 3.4.2 结构体系可靠度的一般表示方法及基本公式
• 3.5 现役圬工拱桥结构可靠性分析方法
• 3.5.1 结构分析模型
• 3.5.2 主拱圈结构可靠性分析方法
• 3.5.3 拱圈可靠指标的计算思路
• 3.6 本章小结
• 第4章 现役圬工拱桥极限承载力可靠度计算
• 4.1 极限状态分类
• 4.2 现役圬工拱桥截面可靠指标的计算
• 4.2.1 可靠指标计算方法
• 4.3 可靠性分析准则
• 4.4 工程实际应用算例
• 4.4.1 工程概况
• 4.4.2 截面可靠指标计算
• 4.4.3 石拱圈主要失效模式的搜索
• 4.4.4 石拱圈失效概率
• 4.5 动态可靠度及最低目标可靠指标
• 4.5.1 动态可靠度的定义及分析原则
• 4.5.2 结构全寿命动态工作过程
• 4.5.3 最低目标可靠指标
• 4.6 结论
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录Ⅰ
• 附录Ⅱ
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历