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在役RC桥梁基于可靠度的耐久性分析

作　者: 敬大德
导　师: 王建华
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混凝土碳化 钢筋锈蚀 抗力衰减 剩余寿命 结构优化设计
分类号: U443.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 179次
引　用: 10次
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内容摘要


钢筋混凝土桥梁的耐久性是结构工程领域内世界各国广为关注的问题之一。对钢筋混凝土结构进行耐久性评定和剩余寿命预测，不仅可以揭示潜在危险、及时做出维修或拆除决策，而且研究成果可直接用于结构设计。桥梁结构耐久性的提高将是21世纪桥梁技术进步的重要标志之一。目前大多数的可靠度分析和结构设计没有考虑结构抗力随时间的衰减，而抗力衰减是结构性能劣化的必然结果。本文考虑抗力随时间变化，建立以可靠度理论为基础的抗力随时间变化分析方法，通过建立耐久性极限状态方程，得出时变可靠度指标。这一方法简单易行，采用目标可靠度指标，与现行的可靠度设计统一标准方法协调。 本文首先考虑了大气环境下影响混凝土结构耐久性的诸多因素，比如氯粒子的侵蚀、混凝土冻融、混凝土碳化、钢筋锈蚀等，分析它们影响混凝土桥梁耐久性的机理和原因。其中混凝土碳化和钢筋锈蚀是分析和研究的重点。 荷载是桥梁结构上的主要作用之一，其中包括恒荷载和活荷载。本文在国内外各种调查资料的基础上，分别引入恒荷载模型及车辆荷载模型。其中恒荷载呈正态分布；车辆荷载则为非正态分布，并将其分为一般运行状态和密集运行状态两种情况，分别建立服役期间最大值分布函数。在抗力随时间衰减模型和荷载模型的基础上，应用当量正态化法(JC法)编制相应的程序计算出桥梁的时变可靠度指标，从而对钢筋混凝土桥梁进行可靠性和耐久性评定。基于可靠度理论对桥梁剩余寿命进行预测和结构优化设计，使所设计的结构具有最优的设计方案，体现风险决策的最佳经济效应，对桥梁结构的设计研究具有一定的参考价值。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-20
  1.1 工程背景  8-9
  1.2 国内外混凝土结构耐久性研究现状与进展  9-14
    1.2.1 混凝土结构耐久性方面的学术活动  9-11
    1.2.2 混凝土结构耐久性三个层次的研究  11-14
  1.3 国内外桥梁评估研究现状与发展  14-18
    1.3.1 桥梁评估方法  14-16
    1.3.2 桥梁可靠性评估现状与发展  16-18
  1.4 本文主要工作和研究思路  18-20
第二章 大气环境下影响桥梁结构耐久性的因素  20-35
  2.1 前言  20
  2.2 影响桥梁结构耐久性的因素  20-35
    2.2.1 氯粒子对混凝土结构的侵蚀  20-22
    2.2.2 混凝土的碱-集料反应  22-24
    2.2.3 混凝土的冻害对耐久性的影响  24-25
    2.2.4 混凝土碳化对耐久性的影响  25-28
    2.2.5 钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响  28-35
第三章 桥梁结构抗力随时间衰减模型以及可靠性分析  35-62
  3.1 概述  35
  3.2 荷载作用、环境作用及材料内部作用对结构抗力衰减的影响  35-36
  3.3 可靠度基本理论  36-43
    3.3.1 引言  36-37
    3.3.2 结构可靠性分析的基本概念和原理  37-43
      (1)可靠性、可靠度的极限状态定义  37-38
      (2)结构的失效概率和可靠度指标  38-39
      (3)结构可靠性基本分析方法  39-43
  3.4 结构抗力随时间变化的模型  43-44
  3.5 抗力随时间变化时结构的可靠度分析方法  44-49
    3.5.1 构件在设计基准期内抗力衰减历程  44-48
    3.5.2 构件可靠度计算  48-49
  3.6 桥梁结构的恒载模型和车辆模型  49-53
  3.7 桥梁结构可靠度计算和耐久性评定  53-62
    3.7.1 可靠度计算  53-60
    3.7.2 可靠性评价  60-62
第四章 基于可靠度理论的桥梁结构剩余寿命预测和优化设计  62-71
  4.1 基于可靠度的桥梁结构剩余寿命预测  62-64
    4.1.1 概述  62
    4.1.2 结构剩余寿命评估准则  62
    4.1.3 结构剩余寿命分析  62-64
  4.2 基于可靠度理论的桥梁结构优化设计  64-71
    4.2.1 概述  64-67
    4.2.2 桥梁结构优化设计的发展  67
    4.2.3 基于可靠度的桥梁结构优化设计  67-69
    4.2.4 基于可靠度的结构优化设计水平的划分  69
    4.2.5 桥梁结构优化设计研究方向和未来发展  69-71
第五章 结语与展望  71-74
  5.1 结语  71-72
  5.2 展望  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
攻读硕士期间发表的论文  79

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁构造 > 桥基
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