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可靠度理论在系杆拱桥评估与加固中的应用研究

作　者: 王福来
导　师: 叶少有
学　校: 合肥工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 系杆拱桥 剩余使用寿命 时变可靠度 桥梁加固
分类号: U445.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 114次
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内容摘要


桥梁是交通运输体系中的重要工程，在国民经济和社会生活中起着重要的作用，随着桥梁使用寿命的延长，世界各国对既有桥梁结构的安全性日益关注，桥梁的评估工作已经成为桥梁工程研究迫切需要加强的领域。合理评价桥梁的安全性，是一项迫切而有重大工程意义的课题。本文针对这一问题，运用时变可靠度理论，对现役系杆拱桥结构进行现状评估，并根据结构的衰减规律，对现役桥梁结构进行剩余寿命预测，在此基础上提出三种基于时变可靠度理论的桥梁结构加固方案，并对方案进行经济性评估。本文取得的主要成果：一、以往结构可靠性分析都是采用静态可靠度方法，即不考虑抗力随时间的衰减。本文在借鉴前人研究的基础上，在结构抗力模型和荷载模型中引入时间参数t，提出了一个简单、实用的动态可靠度计算方法二、根据桥梁结构性能的衰减规律及其时变规律，对桥梁的使用剩余寿命进行了预测。三、提出了三种基于时变可靠度理论的桥梁结构加固方法，并对这三种方法进行经济性分析，为工程技术人员决策何时对桥梁进行维修加固提供依据。桥梁评估工作是一项综合性非常强的研究领域，涉及的理论复杂，研究难度较大，但是其工程应用前景是广泛的，研究价值重大。本文所做的工作，有些是首次提出的，取得一些成果，随着理论的进一步成熟，会有更多的研究人员进行该领域的研究。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 研究的工程背景  12-13
  1.2 国内外基于可靠度理论关于既有桥梁评估研究的综述  13-16
    1.2.1 桥梁评估的定义和评估内容  13
    1.2.2 桥梁评估方法的分类及评述  13-16
  1.3 在役拱桥加固的研究现状  16-18
    1.3.1 影响现役拱桥的主要因素  16
    1.3.2 在役拱桥加固的基本要求  16
    1.3.3 在役桥梁加固技术国内外研究现状  16-18
  1.4 本文研究的主要内容  18-19
第二章 结构可靠度理论  19-33
  2.1 结构可靠度理论的发展与应用  19
  2.2 结构可靠度分析的基本概念  19-23
    2.2.1 结构可靠性与可靠度  19
    2.2.2 结构可靠度与失效概率  19-22
    2.2.3 结构可靠指标  22-23
  2.3 结构可靠度的实用计算方法  23-26
    2.3.1 一次二阶矩法(中心点法)  24-25
    2.3.2 改进的一次二阶矩法(验算点法或JC法)  25-26
  2.4 结构体系可靠度的计算  26-30
    2.4.1 串联体系  27
    2.4.2 并联体系  27-28
    2.4.3 混联体系  28
    2.4.4 结构体系可靠度的计算方法  28-30
  2.5 拱桥可靠性分析方法  30-32
    2.5.1 结构分析模型  30-31
    2.5.2 拱肋结构可靠度指标的计算思路  31-32
  2.6 小结  32-33
第三章 基于时变可靠度理论的现状拱桥评估与剩余寿命预测  33-48
  3.1 引言  33
  3.2 结构时变可靠度的基本概念  33
  3.3 在役拱桥结构随机时变抗力的概率模型  33-37
    3.3.1 概述  33
    3.3.2 在役结构抗力分析  33-34
    3.3.3 抗力衰减函数的选取  34-37
  3.4 拱桥结构上作用的概率模型  37-40
    3.4.1 恒载模型  37-38
    3.4.2 活载模型  38-40
  3.5 抗力计算模型  40-43
    3.5.1 材料性能的不定性  40-41
    3.5.2 几何尺寸的不定性  41-42
    3.5.3 计算模式的不定性  42-43
  3.6 桥梁评估、维修准则以及在役拱桥结构的剩余寿命预测  43-48
    3.6.1 结构目标可靠指标的确定  43-44
    3.6.2 服役结构时变可靠指标的计算  44-46
    3.6.3 基于可靠度的现役结构寿命预测  46-48
第四章 实例分析  48-58
  4.1 工程概况  48
  4.2 主桥中跨试验检测  48-50
    4.2.1 试验检测目的  48-49
    4.2.2 检测项目  49-50
  4.3 拱肋的可靠度计算  50-57
  4.4 基于可靠度的现役结构剩余使用寿命预测  57-58
第五章 基于时变可靠度的旧桥加固经济性评估  58-65
  5.1 引言  58
  5.2 经济收益期望值分析  58
  5.3 寿命期内失效期望损失分析  58-60
  5.4 基于时变可靠度的桥梁加固经济性评估  60-64
    5.4.1 拆除旧桥，重建新桥的经济效益分析  60-62
    5.4.2 “快坏才修”的经济效益分析  62-63
    5.4.3 “有坏就修”的经济效益分析  63-64
    5.4.4 决策  64
  5.5 小结  64-65
第六章 结论与展望  65-67
  6.1 引言  65
  6.2 基本结论  65
  6.3 展望  65-67
参考文献  67-70
攻读硕士学位期间发表的论文  70

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁施工 > 桥梁养护、维修与整治 > 桥梁加固
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