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旧刚架拱桥结构安全性模糊综合评估

作　者: 王琨
导　师: 宋修广
学　校: 山东大学
专　业: 工程力学
关键词: 刚架拱桥 层次分析法 模糊综合评判原理 安全性评价
分类号: U448.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 133次
引　用: 6次
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内容摘要


公路交通在国民经济发展中占着十分重要的地位，而桥梁系统在公路交通中起控制作用，是公路交通的重要的组成部分。近十几年，新桥梁的建设是焦点，而对已建桥梁使用状况关注很少。随着旧桥结构的老化和损伤积累，以及车辆荷载的增加和养护维修不足等因素影响，既有桥梁不满足承载力的问题日趋严重，该现状已成为制约旧路改建的瓶颈。因此，找出一套对旧桥的性能检测和评价的可靠体系，为项目建设决策提供可靠依据；同时对已建高速公路桥梁的后期维护提出指导作用。本文结合山东省境内国道327线济宁运河刚架桥使用性能为例，通过对其进行空间分析，讨论了刚架拱桥损伤破坏的机理。首先基于荷载试验的方法对在役旧刚架拱桥的性能进行了评估，然后又基于层次分析法的模糊综合评判原理，根据在役钢筋混凝土刚架拱桥结构特点并考虑结构性缺损，建立了钢筋混凝土刚架拱桥安全性能综合可靠度评价模型。该评价模型主要考虑了影响刚架拱桥安全可靠性的九个主要因素：既实腹段、主拱腿、次拱腿、上弦杆、微弯板、横系梁、大节点、墩台基础、地基冲刷，在指标层中引入承载力、变形、裂缝及连接构造四个评判因素对刚架拱桥各构件进行评价。采用层次分析法确定并给出了一级评判因素集和二级评判因素集中各因素的权重系数。采用F分布中的半梯形及梯形分布函数给出了承载力、变形及裂缝等评判因素的隶属度函数。

全文目录


摘要  6-7
Abstracts  7-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 引言  8
  1.2 桥梁评估方法  8-10
  1.3 桥梁可靠性理论发展和研究  10-12
  1.4 本文的研究思路和研究内容  12-14
第二章 基于荷载试验法的桥梁评价系统的原理  14-18
  2.1 引言  14
  2.2 荷载试验  14-15
    2.2.1 静荷载试验  14-15
    2.2.2 动荷载试验  15
  2.3 基于荷载试验法的桥梁评价方法  15-17
    2.3.1 静荷载试验对桥梁的评价  16
    2.3.2 动荷载试验对桥梁的评价  16-17
  2.4 本章小结  17-18
第三章 刚架拱桥的荷载试验法综合评价  18-35
  3.1 引言  18
  3.2 刚架拱桥的结构特点  18-19
  3.3 刚架拱桥结构的力学性能分析  19-23
    3.3.1 刚架拱桥的力学性能分析方法  19-21
    3.3.2 有限元分析方法的详细分析过程  21-23
  3.4 刚架拱桥计算理论和方法  23
    3.4.1 考虑施工过程的刚架拱桥的计算图式  23
    3.4.2 刚架拱桥的力学性能分析计算  23
  3.5 山东省一座典型刚架拱桥的力学性能分析与试验评价  23-33
    3.5.1 山东省三二七线济宁运河大桥的工程概况  24
    3.5.2 基本假定及考虑的外荷载  24-25
    3.5.3 空间模型的建立  25-27
    3.5.4 刚架拱桥的静力分析与试验评价  27-31
    3.5.5 刚架拱桥的动力分析与试验评价  31-33
  3.6 本章小结  33-35
第四章 基于层次分析法的模糊综合评判  35-48
  4.1 层次分析法  35-38
    4.1.1 概述  35
    4.1.2 层次分析法的思路  35-36
    4.1.3 层次分析法的基本方法与步骤  36-38
  4.2 模糊综合评判原理  38-40
    4.2.1 模糊集及其隶属函数  38-39
    4.2.2 隶属函数的确定  39-40
    4.2.3 模糊关系与模糊矩阵  40
  4.3 基于层次分析法的模糊综合评判  40-45
    4.3.1 单级模糊综合评判  41-44
    4.3.2 多级模糊综合评判  44-45
  4.4 模糊综合评判失效问题处理方法  45-47
    4.4.1 模糊综合评判失效的概念  46
    4.4.2 消除Ⅰ、Ⅱ型失效的方法  46-47
  4.5 本章小结  47-48
第五章 刚架拱桥安全性能模糊综合评价系统  48-74
  5.1 引言  48-49
  5.2 刚架拱桥安全性评价模型  49-51
    5.2.1 建立评价集和因素集  49-51
    5.2.2 安全性综合评价模型  51
  5.3 评价指标隶属函数数  51-64
    5.3.1 隶属函数常用形式  51-53
    5.3.2 单因素隶属函数确定  53-64
  5.4 确定因素集权重  64-68
    5.4.1 一级评估因素权重向量  64-68
    5.4.2 二级评估因素权重向量  68
  5.5 算例分析  68-73
  5.6 本章小结  73-74
第六章 结论与展望  74-78
  6.1 结论  74
  6.2 进一步研究展望  74-78
攻读硕士期间发表的论文  78-79
学位论文评阅及答辩情况表  79

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 拱式桥
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