可靠度反问题在某空心板桥梁中的应用

论文摘要

桥梁作为保证公路干线畅通的圬工结构,在交通事业的发展中扮演着越来越重要的角色,并且影响着地区乃至国家经济的发展速度。由于桥梁结构长期暴露在大气环境中受到各种外界的侵袭,造成桥梁不同程度的损坏,如不及时对其进行定期检测、时间预测和保养必将留下隐患,造成不可避免的人员伤亡和经济损失,这是非常危险。所以说,对桥梁定期进行检测监控和保养尤为重要,但是对其进行剩余时间预测也具有同样重要的意义。文中首先介绍了国内外桥梁剩余寿命预测研究的发展,还介绍了几种可靠度和可靠度反问题的计算方法为后文的可靠度反问题的计算提供理论依据。将作用在桥梁结构上的荷载(包括:桥梁自身恒载、活荷载和偶然荷载)可看成是随机变量对于桥梁结构的可靠度分析具有很好的针对性。本文在查阅国内外各种相关资料的基础上,分别引入恒载形式及活荷载形式两种作用类型,其中恒载形式按正态分布;活载形式则为对数分布,并将其分为正常运行概率分布及密集运行概率分布两种情况,分别建立其使用期内最大概率分布;并计算出实际运行的最大概率分布。以桥梁结构耐久性极限状态方程为目标,利用抗力特征和桥梁的几种荷载形式为手段,并根据极限状态方程中时间是抗力的参数,列出极限状态方程,应用可靠度反问题理论计算出桥梁结构的剩余时间。利用可靠度指标进行结构安全性等级评定,利用可靠度反问题理论进行桥梁结构的寿命预测,从而得出其剩余寿命。文中对一座现役运行15年的空心板桥梁进行结构抗力计算并求出结构可靠度指标及技术状况等级评定,最后利用结构可靠度反问题理论对该结构的剩余使用寿命进行预测,为该桥梁的未来结构破坏提供了时间依据,保证桥梁在正常使用时间内的安全可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 工程研究背景
• 1.2 国内外研究现状及其发展
• 1.2.1 国外桥梁寿命预测的发展
• 1.2.2 国内桥梁寿命预测的发展
• 1.3 桥梁剩余寿命预测的意义
• 1.4 论文主要工作
• 第2章 既有桥梁可靠度理论介绍
• 2.1 既有结构可靠度的基本定义
• 2.2 结构可靠度的实用计算方法
• 2.2.1 一次二阶矩中心点法
• 2.2.2 改进的一次二阶矩中心点法
• 2.2.3 一次二阶矩的实用分析法
• 2.3 桥梁结构的可靠度
• 2.3.1 桥梁结构的构成
• 2.3.2 结构体系的多重失效模式
• 2.3.3 PNET 法
• 2.3 本章小结
• 第3章 可靠度反问题的基本理论与方法
• 3.1 结构可靠度反问题
• 3.1.1 可靠度反问题的概念
• 3.1.2 结构可靠度反问题的发展概述
• 3.1.3 反问题的求解特征
• 3.1.4 系统优化设计应用于反问题
• 3.2 可靠度的反问题算法介绍
• 3.2.1 窄界限估算可靠度反问题法
• 3.2.2 多参数的可靠度反问题
• 3.2.3 结构系统中的可靠度反问题
• 3.2.4 与响应面法相结合的可靠度反问题
• 3.3 本章小结
• 第4章 桥梁结构概率模型及抗力特征
• 4.1 桥梁结构的概率模型
• 4.1.1 作用与作用效应
• 4.1.2 公路桥梁的恒载
• 4.1.3 可变荷载概率模型
• 4.1.4 偶然作用
• 4.2 桥梁结构的抗力特征
• 4.2.1 影响空心板桥梁抗力因素
• 4.2.2 抗力的随机过程模型
• 4.2.3 空心板桥抗力参数
• 4.2.4 结构强度计算的表达公式和结构可靠度的校核
• 4.3 结构可靠度的安全性等级划分
• 4.4 桥梁剩余使用寿命的估算
• 4.5 本章小结
• 第5章 空心板桥的检测评估与可靠度反问题的计算
• 5.1 工程实例介绍
• 5.2 空心板桥ANSYS 模拟
• 5.3 利用可靠度反问题计算空心板桥的剩余寿命
• 5.3.1 结构荷载效应计算
• 5.3.2 结构极限状态抗弯抗力值计算
• 5.3.3 利用可靠度反问题计算构件可靠指标
• 5.3.4 钢筋混凝土空心板桥安全等级评价
• 5.3.5 利用可靠度反问题对空心板桥进行剩余寿命预测
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集