论文题目: 混凝土斜拉桥施工期的时变可靠性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 刘扬
导师: 尚守平
关键词: 混凝土斜拉桥,施工期,时变可靠度,概率模型,抗力,荷载
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 混凝土桥梁结构的生命全过程可分为施工期、使用期、老化期三个阶段,现行规范主要针对正常使用阶段,对施工期的可靠性研究还很少。近年来调查分析表明,结构施工期的平均风险高于使用期。 论文研究了混凝土斜拉桥施工期构件抗力的概率模型、施工期荷载的调查统计、时变可靠度分析以及施工期体系可靠度计算等问题,主要工作内容包括以下几个方面: 1.针对混凝土斜拉桥采用的高强混凝土,在施工现场进行高强混凝土早龄期力学性质的试验研究,分析了早龄期轴心抗压强度和弹性模量的截口概率分布类型,对试验数据进行非线性最小二乘回归分析,基于随机过程理论建立了混凝土早龄期轴心抗压强度和弹性模量的平均值和变异系数的历时变化模型,并根据试验结果,提出了早龄期混凝土轴心抗压强度和弹性模量的关系式。 2.考虑抗力的随机性和时变性,采用非平稳随机过程模型来描述混凝土斜拉桥构件施工期抗力,获得了混凝土斜拉桥构件施工期抗力的平均值函数和标准差函数,并且分别采用离散采样法和假定抗力服从独立增量过程的连续函数法计算了早期抗力的自相关函数,同时对影响斜拉桥构件抗力的各变量进行了参数敏感性分析。 3.针对混凝土斜拉桥的施工特点,对各施工工序的主梁活荷载进行分类并进行现场调查,获得了一批现场数据,分析了施工期活荷载的分布规律,基于工序时间域获得了施工期活荷载的均值函数和标准差函数。 4.基于施工控制的参数反馈识别技术,对反映荷载效应的斜拉桥主梁参数如容重、刚度等物性参数进行了实时识别,分析了该参数在施工过程中的波动规律。针对现行规范中大跨度桥梁施工质量评定缺乏反映结构荷载效应的评价指标的问题,提出了反映结构荷载效应的斜拉桥施工期新的施工质量评价指标——等效容重波动率和等效弹性模量波动率。并且分别采用控制图和工序能力指数进行施工质量评价,在控制图法中建立了分别考虑等效弹性模量和等效容重的一元质量控制图和考虑两者相关性的二元质量控制图。同时,根据工序能力指数提出了等效弹性模量波动率和等效容重波动率的建议评价标准。 5.在混凝土斜拉桥这一类复杂结构的可靠度计算中,极限状态函数一般是隐式函数,本文提出了一种高效的改进虚拟中间变量法,直接在标准正态空间内
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第1章 引论
1.1 问题的提出
1.2 研究现状
1.2.1 施工期结构材料早期性质与抗力研究
1.2.2 施工期荷载调查研究
1.2.3 施工期临时性支撑体系研究
1.2.4 施工期结构的计算分析和测试
1.2.5 施工期人为差错研究
1.2.6 施工期结构可靠性计算理论研究
1.3 本文的工作
1.3.1 本文工作的课题来源
1.3.2 本文的工作内容
第2章 混凝土早期力学性能试验研究
2.1 引言
2.2 试验情况及测试方法
2.2.1 试验目的
2.2.2 试验材料与混凝土配合比
2.2.3 试验方案
2.2.4 测试方法
2.3 试验结果与分析
2.3.1 混凝土早龄期轴心抗压强度
2.3.2 混凝土早龄期弹性模量
2.3.3 混凝土早龄期轴心抗压强度和弹性模量的关系
2.4 本章小结
第3章 混凝土斜拉桥施工期的抗力概率模型
3.1 引言
3.2 施工期结构抗力的特点
3.3 混凝土斜拉桥施工期抗力的平均值函数和标准差函数
3.3.1 抗力平均值函数和标准差函数的表达式
3.3.2 混凝土斜拉桥主梁施工期抗力的平均值函数和标准差函数
3.4 混凝土斜拉桥施工期抗力的自相关函数
3.4.1 随机过程的自相关函数
3.4.2 混凝土斜拉桥施工期抗力的自相关函数
3.5 算例分析
3.5.1 抗力平均值函数和标准差函数的计算分析
3.5.2 抗力自相关函数的计算分析
3.5.3 抗力参数敏感性分析
3.6 本章小结
第4章 混凝土斜拉桥施工活荷载调查与概率模型
4.1 引言
4.2 施工期活荷载分类
4.2.1 工序时间域
4.2.2 施工期活荷载分类
4.3 施工期活荷载现场调查及分析
4.3.1 现场调查数据
4.3.2 数据分析
4.4 施工期活荷载概率模型
4.4.1 当前三段梁段施工活荷载概率模型
4.4.2 其余梁段施工活荷载概率模型
4.5 本章小结
第5章 反映荷载效应的物性参数识别与新的施工质量评价方法
5.1 引言
5.2 数据采集与现场控制
5.3 识别参数的选定
5.4 基于人工神经网络的主梁参数识别修正
5.4.1 问题的提出
5.4.2 BP算法的改进
5.4.3 网络输入数据预处理
5.4.4 温度修正
5.4.5 网络训练结果
5.4.6 工程实例
5.5 新的施工质量评价指标
5.5.1 一元质量控制图
5.5.2 二元质量控制图
5.5.3 工序能力指数
5.6 本章小结
第6章 混凝土斜拉桥施工期的时变可靠度分析
6.1 引言
6.2 极限状态曲面的重构
6.3 混凝土斜拉桥施工期时变可靠度计算的基本原理
6.3.1 斜拉桥施工期结构特性计算分析程序
6.3.2 施工期时变可靠指标计算步骤
6.3.3 设计变量的概率分布特性
6.4 时变可靠度分析算例
6.5 参数敏感性分析
6.5.1 敏感性分析公式
6.5.2 参数敏感性分析算例
6.6 本章小结
第7章 混凝土斜拉桥施工期的体系可靠度分析
7.1 引言
7.2 主要失效模式的识别
7.3 考虑失效模式相关性的体系失效概率计算
7.4 一座双塔斜拉桥的施工期体系可靠度分析
7.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文
附录B 攻读博士学位期间的主要科研工作
发布时间: 2006-05-10
参考文献
- [1].混凝土斜拉桥施工过程控制理论研究[D]. 杜蓬娟.大连理工大学2003
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