新型組合鋼桁橋可靠性分析及極限承載力評估.pdf

1、進入21世紀(jì)以來,隨著我國鋼桁梁建設(shè)的飛速發(fā)展,多座大跨徑新型組合鋼桁橋建成通車。這些鋼桁橋的共同特點是結(jié)構(gòu)造型新穎、力學(xué)性能空間性強、施工工藝復(fù)雜。同時地處交通要道,交通流量大,是國民經(jīng)濟的命脈,因此它們施工階段及服役期間的可靠性及極限承載能力至關(guān)重要。目前國內(nèi)外關(guān)于新型組合鋼桁橋的可靠性研究較少,同時關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)彈塑性極限承載力的評估方法也存在爭議。為此,本文以東江大橋.剛性懸索加勁鋼桁橋為工程背景,進行了如下研究:
　　

2、1)對幾種常用結(jié)構(gòu)可靠性研究方法的特點及原理進行了介紹,并結(jié)合各自的優(yōu)勢,提出了結(jié)構(gòu)可靠性的綜合分析法:首先采用響應(yīng)面法(RSM)擬合結(jié)構(gòu)真實的極限狀態(tài)曲面,得到近似的極限狀態(tài)函數(shù)表達(dá)式,然后采用蒙特卡羅法(MC)對該表達(dá)式進行隨機抽樣,得到近似極限狀態(tài)函數(shù)的概率分布及數(shù)字特征,最后采用一次二階矩法(FORM)或矩法(MM)等計算可靠度指標(biāo)及失效概率。通過算例及具體工程分析表明,該方法具有較高的精度及效率,適用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性分析

3、。
　　 2)考慮結(jié)構(gòu)材料、幾何尺寸、荷載等的變異性,建立東江大橋施工全過程靜力隨機有限元模型,應(yīng)用可靠性綜合分析法研究各種隨機參數(shù)影響下結(jié)構(gòu)響應(yīng)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及概率分布。并進行參數(shù)敏感性分析,了解各參數(shù)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響程度。最后對基于東江大橋的桿件應(yīng)力及跨中撓度建立極限狀態(tài)方程,求解結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)及失效概率,并對結(jié)構(gòu)可靠性進行了評估。
　　 3)首次考慮施工安裝誤差的隨機性,將其模擬成隨機變量,采用可靠性綜合分析法研究

4、安裝誤差對東江大橋結(jié)構(gòu)可靠性的影響,并研究結(jié)構(gòu)響應(yīng)對各施工安裝誤差的敏感程度,結(jié)果表明施工安裝誤差對結(jié)構(gòu)可靠性影響較大。鑒于國內(nèi)外規(guī)范關(guān)于目標(biāo)可靠度指標(biāo)的取值均未考慮橋梁施工安裝誤差的影響,因此本文提出:根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)施工工藝的復(fù)雜程度以及對其受力性能的掌握程度,將現(xiàn)行規(guī)范的目標(biāo)可靠度指標(biāo)進行上調(diào),確保結(jié)構(gòu)的可靠性。
　　 4)針對大型橋梁結(jié)構(gòu)在到達(dá)極限狀態(tài)后線彈性可靠性分析方法已不再適用的情況,對大型復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)進行雙重非線性隨