钢筋混凝土板梁桥退化的可靠性分析

钢筋混凝土桥梁随时间的推移而退化,抗力不断减小,最终降低其可靠性,而钢筋的腐蚀是桥梁退化的一个主要原因.提出了钢筋混凝土板梁桥中钢筋被腐蚀时如何估计其可靠度的一种方法.这种方法包括交通荷载模型、腐蚀模型,以及非线性有限元结构模型.考虑了两种形式的腐蚀:全面腐蚀(包括混凝土剥落,混凝土与被腐蚀钢筋之间失去结合)和局部腐蚀.采用一阶可靠度方法得出的可靠性指标估计其可靠性.考虑了与材料特性、几何特征、荷载分布以及腐蚀参数等有关的不定性.为了考察这些不定性对桥梁可靠度的影响,以一简支梁桥为例,进行敏感性分析.通过对一座退化的 3跨连续梁桥的可靠性评估来说明这种方法的应用.     

钢筋混凝土T梁桥正截面抗弯时不变可靠度分析

对桥梁时不变可靠度的分析是判别桥梁实际承载能力,以及运营状态的前提,也是桥梁时变可靠度计算的基础。文中以一座20m普通钢筋混凝土T梁桥为例,开展了普通钢筋混凝土T梁桥时不变可靠度分析,建立了普通钢筋混凝土T梁桥时不变可靠度计算的极限状态方程,分析了变量或参数的概率分布特征,得到了钢筋混凝土T梁桥正截面抗弯时不变可靠度,可为桥梁运营状态评估提供参考。     

一种新的既有受弯构件时变可靠度计算方法

建立矩形截面既有受弯钢筋混凝土结构强度时变计算模型。在同时考虑混凝土损伤和钢筋损伤及材料强度随时间劣化的情况下,结合规范中的设计计算公式,研究矩形截面既有受弯钢筋混凝土结构强度时变计算模型,并给出其时变抗力计算简化公式和时变可靠度指标。结合工程实例进行计算分析,计算结果验证了本方法的正确性和科学性,与现行可靠性鉴定标准的结果相吻合,提供了连续式评级方法。时变可靠度计算方法,易于工程技术人员掌握,计算快捷、准确,为健康诊断的研究提供基础。     

一种新的既有受弯构件时变可靠度计算方法

建立矩形截面既有受弯钢筋混凝土结构强度时变计算模型。在同时考虑混凝土损伤和钢筋损伤及材料强度随时间劣化的情况下,结合规范中的设计计算公式,研究矩形截面既有受弯钢筋混凝土结构强度时变计算模型,并给出其时变抗力计算简化公式和时变可靠度指标。结合工程实例进行计算分析,计算结果验证了本方法的正确性和科学性,与现行可靠性鉴定标准的结果相吻合,提供了连续式评级方法。时变可靠度计算方法,易于工程技术人员掌握,计算快捷、准确,为健康诊断的研究提供基础。     

承载能力极限状态下CFRP加固前后锈蚀RC桥梁时变可靠性比较分析

该文结合一座实桥,运用JC法分别计算了承载能力极限状态下,CFRP加固前后锈蚀(坑蚀)RC桥梁的时变可靠度指标。考虑钢筋均匀锈蚀和坑蚀的情况下,对CFRP加固RC桥梁后承载能力极限状态的时变可靠性进行了分析。结果表明:CFRP加固能够明显地提高锈蚀RC梁的可靠性能,可靠度指标能提高1左右。坑蚀情况下可靠度指标比均匀锈蚀的可靠度指标低,并且随时间的增加可靠度指标退化更显著,因此用均匀锈蚀模型会过高地预测加固后桥梁继续服役的耐久性,坑蚀模型更加符合加固后桥梁结构性能评估的需要。     

基于验算点法的开裂RC桥梁时变可靠度计算

本文总结了桥梁结构可靠度的研究成果,综合考虑了桥梁运营期间,影响桥梁可靠度的各种因素:如荷载效应、碳化深度、钢筋锈蚀、粘结强度退化等。基于验算点法计算原理,编制MATLAB计算程序进行时变可靠度的求解。以福建省某在役开裂RC桥梁为依托工程,计算了该桥时变可靠度,并进行了剩余寿命的求解,根据相关计算结果得到了桥梁结构在运营初期以及结构失效期间时变可靠度下降最为迅速。相关结论也对养护时机的的合理选取提供了参考。     

服役混凝土梁桥承载能力时变模型分析与应用

阐述分析了锈蚀钢筋与混凝土粘结性能、混凝土碳化衰减性能、混凝土抗压强度的时变性能、锈蚀钢筋力学性能及不同受力状况等对混凝土梁桥性能退化的影响。通过工程实际和研究,在已有资料的基础上,改进了服役钢筋混凝土梁桥承载能力模型。研究的理论基本上解决了服役混凝土梁桥的承载力评定和预测问题,为旧桥的可靠性评估奠定了基础。最后,通过工程实例的计算,具体说明了梁桥承载力验算的方法以及理论与实际的符合情况。     

钢筋混凝土板梁桥退化的可靠性分析

钢筋混凝土桥梁随时间的稚移而退化，抗力不断减小，最终降低其可靠性，而钢筋的腐蚀是桥梁退化的一个主要原因。提出了钢筋混凝土板梁桥中钢筋被腐蚀时如何估计其可靠度的一种方法，这种方法包括交通荷载模型、腐蚀模型，以及非线性有限元结构模型。考虑了两种形式的腐蚀；全面腐蚀（包括混凝土剥落，混凝土与被腐蚀钢筋之间失去结合）和局部腐蚀。采用一阶可靠度方法得出的可靠性指标估计其可靠怀。考虑了与材料特性、几何特征、荷载分布以及腐蚀参数等有关的不定性。为了考察这些不定性对桥梁可靠度的影响，以一简支梁桥为例，进行敏感性分析，通过对一座退化的３跨连续梁桥的可靠性评估来说明这种方法的应用。     

既有钢筋混凝土梁桥可靠度分析

既有钢筋混凝土梁桥在运营过程中,由于混凝土碳化,钢筋锈蚀造成承载能力降低,影响结构的安全性。将可靠度评估中的抗力和荷载效应考虑为随时间变化的随机过程,通过对结构抗力衰减影响因素的分析,建立抗力的随机过程模型,根据统计资料建立作用在桥梁上的荷载效应模型。然后运用可靠度理论的计算方法对桥梁结构构件动态可靠度进行了分析,并对...     

基于时变可靠度理论的钢筋混凝土桥梁安全性评估

该文介绍了一种钢筋混凝土桥梁安全性评估的方法。在对既有桥梁安全性评估时,根据钢筋混凝土桥梁特有的性质,对其进行可靠度计算分析。考虑了钢筋混凝土桥梁在使用过程中混凝土碳化、钢筋锈蚀引起的结构抗力退化,建立结构抗力退化模型。再根据评估基准期的不同,建立了时变荷载效应模型。最后运用JC法计算结构可靠度指标,以评估既有桥梁的结构可靠度。     

基于动态贝叶斯网络及构件性能退化的钢板组合梁桥时变可靠性分析方法

为分析构件性能退化对钢板组合梁桥可靠性的影响,提出一种基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network, DBN)的时变可靠性分析方法。该方法首先依据材料劣化公式建立钢板组合梁桥抗力退化模型;然后基于DBN构建组合梁桥构件性能退化初始模型,利用钢板组合梁桥抗力退化模型随机生成不同变量组合作用下的抗力数据,对该初始模型进行训练,通过参数学习得到DBN先验模型及节点条件依赖关系,并加入观测节点及可靠度节点,建立适用于可靠性分析的DBN模型;最后输入桥梁检测数据,实现桥梁可靠度指标更新。采用该方法和蒙特卡洛法对某钢板组合梁桥时变可靠性进行分析,结果表明：2种方法预测结果基本一致,该方法可准确预测钢板组合梁时变可靠度;以可靠度为寿命评价指标,输入该桥运营60年时的检测信息,更新前、后该桥的使用寿命分别为75年、64年,应提前对桥梁采取维修与养护措施。     

基于LCA和LCC的桥梁全生命周期维护决策优化

为研究考虑生命周期环境和生命周期成本因素影响下的桥梁全生命周期最优维护策略,以预防性维护和实质性维护作为基本维护方式,以桥梁可靠度、生命周期环境和生命周期成本为目标函数,建立了桥梁全生命周期维护决策的多目标优化模型。推导了桥梁时变可靠度、生命周期环境和生命周期成本指标的量化方式,确定了基于遗传算法的桥梁生命周期维护决策优化问题的计算流程。以某预应力混凝土连续T形梁桥为算例,分析了该桥的最优维护策略集。研究表明：实施预防性维护可以有效提高桥梁的可靠性概率并减少实质性维护的次数,同时能够降低生命周期成本和环境影响;实施预防性维护可以较好地延长首次实施实质性维护的时间,并能延缓可靠度指标的降低。     

损伤混凝土桥的使用寿命预测

实践表明，高速公路桥易受到来自环境侵略的损伤，如碱骨料反应、腐蚀及冻融。本研究采用了时变连续体系可靠度方法，即把荷载和抗力都视为以时间为参数的变量来研究公路钢筋混凝土梁桥在环境侵蚀下的可靠性。并结合一座钢筋混凝土Ｔ梁桥，研究不同参数对时变桥可靠度的影响，包括恒载和活载的变化、活载出现机率、强度损耗度、开始退化的时间、抗力相关性及桥上受侵蚀的梁体数目。研究结果可以用于预测损伤钢筋混凝土桥的使用寿命，     

钢绞线腐蚀时变效应对预应力混凝土梁桥影响研究

基于混凝土碳化理论分析预应力筋腐蚀开始时间,提出预应力钢绞线腐蚀截面积退化时变模型。通过已有试验成果对比研究,提出由腐蚀电流密度和时间表达的腐蚀钢绞线力学性能退化时变模型,包括名义极限强度、极限延伸率、名义弹性模量时变模型;并推导建立由于钢绞线腐蚀引起的预应力损失时变模型。在此基础上,以预应力混凝土空心板桥为例,分析预应力钢绞线腐蚀后其梁体应力、抗弯承载力和可靠度等的经时变化。研究表明:预应力筋是预应力混凝土梁桥性能表现的重要参数,一旦发生腐蚀,其应力水平、抗弯承载力及可靠度将急剧下降,在短短几年内就可能危及桥梁的安全。     

运营荷载作用下钢混组合梁桥抗弯性能可靠度研究

为分析实际运营荷载作用下钢混组合梁桥的抗弯结构可靠度,建立了钢混组合梁结构可靠度评估方法。首先,确定了钢混组合梁抗弯失效的极限状态方程,并确定了采用i-HLRF算法计算结构可靠度指标;其次,建立了基于全截面塑性的钢混组合梁截面抗弯承载力计算模型,结合文献中105组钢混组合梁试验数据对该计算模型的不确定量度进行了分析;第三,建立了基于实测车辆数据计算桥梁构件荷载效应极值分布模型的方法;最后,结合某一钢混组合梁连续梁桥结构,计算了正弯矩和负弯矩区域的截面抗弯性能结构可靠度指标。结果表明：基于全截面塑性的抗弯承载力计算模型能够很好地表征钢混组合结构的试验极限承载能力,计算模型不确定性量度与各类结构设计参数没有显著相关性,并服从均值为1.02、变异系数为0.07的正态分布;案例桥梁正弯矩区域抗弯性能计算可靠度指标为4.55,而负弯矩区只有4.06,低于我国混凝土桥梁规范采用的目标可靠度指标(4.2)。     

基于时变可靠度衰变预测的普通钢筋混凝土桥梁预防性养护模型研究

为探讨普通钢筋混凝土桥梁时变可靠度的衰变规律,建立普通钢筋混凝土桥梁的预防性养护模型。以武汉市公路管理处管理养护的部分省国道桥梁为研究对象,采用有限元与MonteCarlo相结合的结构时变可靠度分析方法,考虑混凝土、钢筋等材料的疲劳退化,对桥梁结构时变可靠度规律进行了探讨,在此基础上,建立了基于结构时变可靠度衰变预测的普通钢筋混凝土桥梁预防性养护模型。     

考虑大件荷载的桥梁网络可靠度分析及路径优化研究

为研究大件运输车辆荷载对桥梁安全性能的影响,提出了一种基于支持向量机和改进灰狼算法的可靠度计算模型,并以此设计了考虑桥梁网络可靠度的大件运输路径优化方法。首先依托大件运输车辆荷载分布统计数据建立了大件运输车辆荷载-桥梁结构响应的机器学习算法映射模型,通过支持向量机拟合大件车辆荷载下的结构功能函数,其次采用融合指数型非线性收敛和柯西变异的改进灰狼算法对可靠度进行求解,计算了某35 m预应力钢筋混凝土T型梁桥在大件运输荷载下的时变可靠度,设计了考虑大件运输荷载下桥梁网络可靠度的路径优化方法。研究结果表明：支持向量机对大件车辆荷载下的桥梁结构响应拟合良好,平均相对误差仅为1.74%;考虑大件运输荷载下的桥梁时变可靠度曲线下降趋势更加明显,且越接近桥梁服役后期,可靠度指标退化速率越快;改进灰狼算法在对功能函数求解时收敛速度极快,寻优稳定性极高;考虑桥梁网络可靠度的路径优化方法可以准确选择当前大件运输荷载下可靠度较高的通行路径。     

马巢高速公路混凝土槽形梁设计与施工

槽形梁桥作为一种下承式梁桥,具有桥梁建筑高度小、安全防护性能好、隔音降噪等优点,在铁路和城市轨道交通桥梁中得到广泛应用。本文结合安徽省马巢高速公路一座2跨连续钢构槽形梁桥,介绍了该桥的设计方法与施工技术,对该桥进行了梁格法有限元计算分析,计算分析结果表明该桥持久状况下正常使用极限状态截面抗裂和持久状况下预应力混凝土构件的应力都能满足要求。该桥设计采用槽形梁结构形式是可行的。     

既有钢筋混凝土T梁时变可靠度分析

我国现有大量钢筋混凝土T梁结构,随着服役时间不断延长,在大气环境的作用下均存在不同程度的老化和破坏问题.该文根据混凝土碳化及钢筋锈蚀的机理,考虑抗力随时问变化,对一座桥梁进行时变可靠度分析,同时对比分析各种破坏因素对结果的影响,发现在结构抗力衰减的作用下,该桥在服役基准期50 a时已经不能达到可靠度指标为4.2的要求....     

基于长期性能的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力数值分析

在外部侵蚀介质及荷载的作用下,钢筋混凝土结构或构件内的钢筋会发生锈蚀,导致结构性能劣化、承载能力降低。对其承载力的衰减程度进行数值定量分析是混凝土结构长期性能中待解决的关键问题之一。研究影响锈蚀钢筋各项参数中混凝土结构物长期性能的主要指标,基于锈蚀钢筋的退化本构模型及混凝土的时变损伤本构模型,考虑钢筋与混凝土在不同锈蚀率下的粘结强度关系,进行了锈蚀钢筋混凝土构件承载力时变衰减数值模拟,并通过回归分析建立了锈蚀钢筋混凝土梁极限承载力时变模型。分析模型可应用于已有混凝土梁式构造物的锈蚀后结构承载力计算与评定工作。