在役拱橋非概率可靠性研究與應(yīng)用.pdf

1、我國在役拱橋在橋梁中所占比重大，分布地廣，近年來拱橋坍塌事故頻現(xiàn)，為了保證公路交通安全，充分發(fā)揮在役拱橋的作用，必須保證拱橋的承載能力、通行能力及良好的工作狀況。為此要對拱橋的可靠性做出評估。文中首先論述了從可靠性理論到在役結(jié)構(gòu)可靠性理論的發(fā)展歷程，其特點是需要大量的數(shù)據(jù)來統(tǒng)計參數(shù)的分布形式，并且參數(shù)的小誤差會引起結(jié)果的大誤差，在這樣的情況下，人們提出了非概率可靠性理論，其所需數(shù)據(jù)量小，不需要知道參數(shù)的具體分布形式，只需要掌握參變量的界

2、限即可，而且計算相對簡便，能有效減少計算工作量。為了克服傳統(tǒng)可靠性評估方法的不足，本文基于非概率可靠性理論提出了對在役拱橋承載能力的非概率可靠性評估方法。
　　非概率可靠性理論包含多種模型，其中主要有基于區(qū)間分析的非概率模型和基于橢球凸集的非概率模型，而區(qū)間分析方法更具有優(yōu)勢，所以本文選取了基于區(qū)間模型的非概率可靠性理論對拱橋進行可靠性分析。模型建立以后往往需要可利用的算法支撐，文中對結(jié)構(gòu)非概率可靠性指標(biāo)算法進行了總結(jié)，目前的算法

3、各有特點，以區(qū)間分析法和優(yōu)化搜索法為主。但對于復(fù)雜的拱橋體系而言，其極限狀態(tài)方程不明確，常見方法不再適用，本文將非概率響應(yīng)面法和失效點尋優(yōu)法應(yīng)用于拱橋，但通過計算發(fā)現(xiàn)非概率響應(yīng)面法的計算量很大，而采用失效點尋優(yōu)法所需的有限元計算次數(shù)少，能極大的減少計算量，高效的求得非概率可靠性指標(biāo)，其優(yōu)勢更加突出。
　　本文給出了加固前后拱橋的非概率可靠性評估流程圖，并以一雙曲拱橋為實例，通過現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)來獲取主要參數(shù)的區(qū)間變量。利用midas有

4、限元軟件分別建立拱橋加固前和加固后的全橋模型，對主拱圈跨中截面進行受力分析，以及對截面的抗力進行計算。通過求得加固前的非概率可靠性指標(biāo)對截面進行評估，并以此為依據(jù)提出合理的加固方案，本次根據(jù)拱橋加固方法的相關(guān)研究，提出在拱圈的拱背上進行加固，分別為拱頂拱背處橋面鋪裝以最薄30cm厚的C40微膨脹混凝土與主拱圈澆筑在一起，加固長度為5m，考慮到盡量不增加橋梁恒載的前提下，在拱腳的拱背處加固10～15cm厚鋼筋混凝土。
　　再利用失效