论文部分内容阅读
可靠度是在役桥梁结构进行维护、改造和加固的重要技术指标,但受车辆荷载、外界环境和材料劣化等时变因素的影响,桥梁结构的可靠度是随时间而不断变化的量,因此,需考虑可靠度的时变特性才能准确评估大型桥梁的安全状态和预测其剩余寿命。本文根据动态称重系统长期监测数据进行概率统计,建立车辆荷载效应模型和时变功能函数;选取考虑混凝土碳化和预应力钢筋锈蚀的结构时变抗力模型,建立结构抗力的独立增量模型。基于载荷增量最小原则建立结构体系的失效树模型,结合当量正态化法和Ditlevsen界限法提出了桥梁结构时变可靠度计算方法,并将其应用于某连续刚构桥中,为大型桥梁的安全状态评估提供了新的方法支撑。论文的主要研究内容和结果如下:(1)采用动态称重系统长期观测数据,基于概率统计和检验方法对车辆总重、车间距、车速等车辆参数进行统计分析,结果表明各车道的车辆总重服从对数正态分布,车速服从正态分布,车间距服从正态分布。(2)采用实测自然车队在影响线上进行移动加载,得到当前时刻车辆荷载效应的截口分布,选取1天内车辆荷载效应最大值作为最大值样本,基于经典极值理论外推建立了车辆荷载效应时变模型。(3)选取混凝土强度和预应力损失的劣化模型,基于独立增量过程建立结构抗力时变模型。(4)基于载荷增量最小原则建立结构的失效树模型,根据各失效模式的失效概率和相关系数,采用当量正态化法和Ditlevsen界限法建立结构体系时变可靠度的计算方法,然后基于车辆荷载效应时变模型和抗力时变模型外推得到结构的剩余使用寿命。(5)将提出的结构体系时变可靠度计算方法应用于某连续刚构桥中,结果表明在使用15年后,该桥当前的可靠指标为5.1769,满足承载能力要求;桥梁结构的剩余使用寿命为82年。