大跨徑鋼管混凝土拱橋桁架拱肋耐久性評估研究.pdf

1、由于環(huán)境和時間因素的影響，鋼管混凝土拱橋出現(xiàn)鋼管銹蝕、混凝土脫空等耐久性病害從而導(dǎo)致鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性發(fā)生退化，結(jié)構(gòu)承載力隨之下降，最終導(dǎo)致橋梁的使用受到限制甚至發(fā)生橋梁坍塌等，而鋼管混凝土拱橋桁架拱肋作為主要的承重結(jié)構(gòu)和傳力結(jié)構(gòu)，弦桿和腹桿等桿件眾多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其狀態(tài)直接決定著拱橋的使用壽命，因此對其耐久性病害損傷的狀況評定是十分必要的。
　　本文運(yùn)用傳統(tǒng)的模糊層次法對桁架拱肋進(jìn)行了詳細(xì)的遞階分層，劃分鋼管、混凝土、其它損傷項

2、目層，通過模糊層次評估法得到鋼管、混凝土等不同項目層和拱肋目標(biāo)對象的評估結(jié)果，利用變權(quán)原理和模糊貼近度處理等評估技巧使得評估更加準(zhǔn)確。避免了現(xiàn)有的拱肋的耐久性評估病害劃分和評估比較粗糙的缺陷。
　　本文針對桁架拱肋的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)運(yùn)用可靠度理論結(jié)合模糊評估方法，建立了桁架拱肋的基于可靠度的模糊層次評估模型。該方法的主要內(nèi)容與結(jié)論如下:
　?、賹㈣旒芄袄哌@一復(fù)雜結(jié)構(gòu)基于有限元思想將實(shí)橋進(jìn)行單元劃分，將桁架拱肋拆解成各單元構(gòu)件，這

3、樣可以使評估細(xì)化到拱肋的細(xì)小部位，避免了過去對于桁架拱肋只能進(jìn)行整體的病害評估的缺點(diǎn)。
　?、诮Y(jié)合設(shè)計荷載作用下的MIDAS/Civil的分析內(nèi)力結(jié)果，引入能量法中應(yīng)變能的計算方法，計算桁架拱肋各部位（單元構(gòu)件）的權(quán)重，得到拱肋的內(nèi)力和權(quán)重的數(shù)值分布規(guī)律。該權(quán)重計算方法結(jié)合了荷載作用和構(gòu)件自身材料特性，避免了傳統(tǒng)權(quán)重計算方法的主觀性、片面性與粗糙賦值的缺陷。
　　③根據(jù)構(gòu)件的損傷情況和單元（實(shí)橋拱肋的各部位）內(nèi)力求解單元構(gòu)件

4、的可靠度，由單元權(quán)重和構(gòu)件可靠度運(yùn)用簡捷的體系可靠度計算公式計算桁架拱肋的體系可靠度，建立鋼管混凝土拱橋的構(gòu)件和體系可靠性評估分級標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)對桁架拱肋各單元構(gòu)件（拱肋部位）和整個拱肋分別進(jìn)行耐久性病害下的可靠性評估。并在構(gòu)件損傷的可靠性評估結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合所有桁架拱肋的耐久性病害進(jìn)行桁架拱肋整體的模糊層次評估。
　?、茉u估實(shí)例表明基于結(jié)構(gòu)可靠度的耐久性評估方法與傳統(tǒng)模糊層次評估方法結(jié)果相近，符合橋梁實(shí)際耐久性狀態(tài)。但前者可