城市在役小型混凝土桥梁的可靠性评估与寿命预测

论文摘要

在自然环境、不断增加的交通流量和车辆荷载以及材料内部因素的共同作用下,随着时间的推移,混凝土桥梁在材料、构件和结构三个层次上出现了不同程度的损伤,这些损伤的积累必然导致桥梁承载力下降、性能劣化、耐久性降低,影响其正常使用。如何合理评估在役混凝土桥梁的可靠性,并对其剩余使用寿命进行预测,已逐渐成为国内外桥梁学术界研究的热点问题之一。本文通过查阅国内外有关资料并结合专家经验,建立了在役梁桥结构可靠性模糊评价模型,提出了模糊评价的实用方法。从安全性评估的角度出发,主要考虑了影响桥梁结构使用可靠性的七个主要因素:主梁、横隔板、支座、墩台盖梁、墩台身、墩台基础、地基冲刷,并分别赋予了不同的权重。指标层中,借鉴《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）引入了承载力、变形、裂缝、连接构造四个评判因素,同样赋予了不同的权重,并给出了各个评价指标的隶属度函数。在对在役梁桥结构进行模糊评估的基础上,还对其在未来使用年限当中的模糊可靠性水平提出了一种实用预测方法,即马尔科夫预测方法,给出了模糊可靠性预测曲线,为桥梁在未来使用年限当中的维修加固提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 在役桥梁结构安全评价及其可靠度研究现状
• 1.2.1 在役混凝土桥梁结构性能评估方法
• 1.2.2 结构可靠度分析方法
• 1.2.3 考虑材料耐久性的混凝土结构可靠度研究
• 1.3 已有研究成果评述
• 1.4 本论文主要研究内容
• 2 基于时变可靠度理论的桥梁现状评估与剩余寿命预测
• 2.1 引言
• 2.2 结构时变可靠度的基本概念
• 2.3 在役桥梁结构随机时变抗力的概率模型
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 抗力影响因素的统计分析
• 2.4 在役桥梁结构荷载模型
• 2.4.1 恒载模型
• 2.4.2 活载模型
• 2.5 桥梁评估、维修准则及在役桥梁结构剩余寿命预测
• 2.5.1 结构目标可靠指标的确定
• 2.5.2 服役结构时变可靠指标的计算
• 2.5.3 由构件到整体的桥梁结构可靠性评定方法
• 2.5.4 服役结构剩余寿命的预测
• 2.5.5 关于服役结构目标可靠指标选定的问题
• 2.6 以混凝土简支板桥为例说明计算步骤
• 0）评估桥梁结构现状'>2.6.1 根据求出的可靠指标β（t₀）评估桥梁结构现状
• 2.6.2 桥梁结构的剩余寿命预测
• 2.7 本章小结
• 3 既有钢筋混凝土桥梁构件可靠性评估
• 3.1 引言
• 3.2 既有钢筋混凝土桥梁现状检查及损伤评估
• 3.2.1 检查内容及步骤
• 3.2.2 损伤评估
• 3.3 耐久性最弱截面的确定方法
• 3.4 基于模糊神经网络的既有钢筋混凝土桥梁构件可靠性评估
• 3.4.1 引言
• 3.4.2 模糊神经网络理论
• 3.4.3 基于模糊神经网络的既有桥梁构件可靠性评估方法
• 3.5 本章小结
• 4 在役梁桥模糊可靠性分析与马尔可夫寿命预测
• 4.1 引言
• 4.2 在役桥梁模糊可靠性评价模型
• 4.2.1 建立桥梁结构可靠性模糊评价集
• 4.2.2 建立桥梁结构可靠性模糊评价因素集及递阶层次模型
• 4.2.3 模糊评价模型指标层
• 4.3 评价指标隶属函数
• 4.4 在役梁桥结构马尔科夫寿命预测
• 4.4.1 概述
• 4.4.2 马尔科夫预测模型
• 4.5 本章小结
• 5 在役桥梁可靠性评估的工程实践
• 5.1 背景工程概况
• 5.2 检测内容
• 5.3 桥梁外观检查与测试
• 5.3.1 桥面系
• 5.3.2 主梁
• 5.3.3 墩台、帽梁
• 5.3.4 支座及一般构件
• 5.3.5 混凝土强度
• 5.3.6 结构内部缺陷测试
• 5.4 静载试验
• 5.4.1 试验目的及内容
• 5.4.2 试验荷载
• 5.4.3 加载车辆
• 5.4.4 车辆荷载布置
• 5.4.5 加载工况
• 5.4.6 测试截面及测点布置
• 5.4.7 应变测试
• 5.4.8 挠度测试
• 5.5 试验结果分析
• 5.5.1 挠度测量结果分析
• 5.5.2 应变测量结果分析
• 5.5.3 静载试验结论
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢