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...     

既有桥梁车辆荷载模型的研究

基于车辆通过既有桥梁是在人员进行采集荷载信息很早之前就已经发生,认为用平衡更新随机过程可以更好地描述车辆通过既有桥梁的过程.以平衡更新随机过程为数学模型,建立了理想车队.根据理想车队推导出车队影响线面积最大值函数、特定车队单独通过影响线概率分布和特定车队总重分布的表达式,结合数值分析方法得出给定评估期车辆荷载的最大值概率分布.最后通过实例分析了该荷载模型,为既有桥梁车辆荷载模型的研究提供了参考.     

Reliability Assessment of Existing RC Bridges Based on Small Samples of Detection Data

针对既有钢筋混凝土(RC)桥梁可靠性评估过程中有时难以获得足够样本,无法精确确定参数统计特征的问题,将检测结果与专家经验相结合,以结构抗力各影响参数为模糊变量,提出了小样本数据下既有RC桥梁可靠性评估方法.该方法通过隶属函数反映小样本检测数据的模糊特征,进而将模糊变量变换为当量随机变量,采用传统的JC法来计算可靠指标.最后,以一座装配式简支梁桥为例,给出了可靠性评估的具体过程.研究结果表明:混凝土强度隶属函数中模糊幅度对可靠指标影响较小,而钢筋锈蚀率和强度损失率隶属函数中模糊幅度对可靠指标影响较大,既有桥梁检测和评估过程中应更注重对钢筋锈蚀的检测.     

斜拉桥施工阶段标高控制模糊随机可靠度分析

由于桥梁施工阶段标高控制过程中存在随机性和强烈模糊性的问题,为取得更好的标高控制效果,采用随机有限元法求解桥梁结构响应梯度,结合模糊隶属函数向随机密度函数作等价变换,得到标高控制模糊随机可靠度。以九江重建斜拉桥为背景,对随机变量参数进行敏感度分析,计算该桥的标高控制模糊随机可靠度,并分析与此相关的多种影响因素。结果表明,钢主梁容重、斜拉索弹性模量等是敏感度较大的随机变量;考虑标高控制失效模糊随机性,通过隶属函数将失效区域定义在某个区间得到的结果更具实用性;适当提高控制成功界限值,选择最优的标高控制失败界限值,可较好地提高施工阶段标高控制成功率。     

既有钢筋混凝土桥梁构件承载力估算方法

在分析使既有钢筋混凝土(RC)桥梁构件承载力下降因素的基础上,通过对这些因素进行无损检测,利用模糊数学和层次分析(AHP)法把这些既相互关联又相互影响的不确定因素系统化,通过模糊隶属函数将定性描述定量化,从而计算出其在这些影响因素下的综合折减系数,再与不考虑损伤的有限元计算结果相结合,来估算既有钢筋混凝土桥梁构件承载力。通过两个实例分析表明:该方法具有良好的可靠性,可为既有桥梁的承载力评估提供科学依据。     

钢筋混凝土空心板桥承载能力的随机模糊综合评定

农村在役钢筋混凝土空心板桥因耐久性能不足而造成承载能力下降的问题日益严重,常规的在役桥梁承载能力评估法——"定值分析法"没有考虑影响因素指标的随机性和评估等级划分的模糊性,本文结合随机性和模糊综合评定理论,提出了一种空心板桥上部结构承载能力评估方法。将影响承载能力评定的因素指标作为随机变量考虑,应用随机模拟和模糊综合评定的方法,得到承载能力分项系数和承载能力的概率分布,进而得到具有一定保证率的承载能力。通过某空心板桥的实测数据验证了方法的合理性,结果为农村在役钢筋混凝土空心板桥的承载能力评定和维修加固提供参考。     

基于模糊神经网络的既有钢筋混凝土桥梁构件可靠性评估

介绍了模糊神经网络的基本理论知识,根据其知识体系和既有桥梁可靠性的研究特点,结合相关文献的规定和研究成果,引入与所检测的截面裂缝宽度、应变值和应变值相关的评估参数Z,利用既有钢筋混凝土桥梁养护等级标准给出了构件技术状况等级与可靠指标的对应关系,然后根据模糊神经网络的理论优势,对输入变量(实测数据:裂缝宽度,应变值和应变值)进行训练,计算出构件在不同荷载作用下的可靠指标,其可用于既有桥梁结构构件可靠性评估中。并结合一实桥拆除构件的试验结果,得到了一些有益的结论,验证了本方法应用于既有钢筋混凝土桥梁构件可靠性评估的可行性。     

考虑失效准则模糊性的近海V腿连续梁桥时变地震易损性研究

为了研究在氯离子侵蚀作用下桥梁结构地震易损性,既往的研究方法大多是在考虑了氯离子腐蚀引起的材料退化后,明确定义了结构在服役过程中不同时间点的损伤状态准则,而忽略了结构损伤边界的模糊性。鉴于此,提出了一种考虑失效准则模糊性的桥梁结构时变地震易损性分析方法。以某近海V腿连续梁桥为例,首先分析了近海环境中氯离子对钢筋混凝土结构侵蚀过程,利用菲克第二定律,同时结合Monte Carlo法,得到了钢筋和混凝土材料性能时变退化规律;然后采用OpenSees程序建立算例桥梁弹塑性动力分析模型,通过非线性时程分析,得到桥梁构件在不同年份的概率地震需求模型;最后引入模糊数学理论,建立了基于隶属函数的桥梁时变地震易损性分析方法,得到了考虑桥梁构件损伤模糊性的时变地震易损性曲线。研究结果表明:应用菲克第二定律,可以得到钢筋混凝土结构材料在氯离子腐蚀下的性能随着服役时间的延长而明显退化规律;在时变地震易损性分析中,通过引入模糊数学理论,可以更加准确地反映近海桥梁的损伤过程;模糊区间范围的大小对于结构在地震作用下的失效概率的影响显著,在应用中,应根据实际工程需求来确定模糊区间大小,以确保桥梁结构安全。     

路堑边坡模糊随机可靠度研究及工程运用

将边坡稳定的安全系数及搜索最危险滑面计算的安全系数分别作为结构强度和结构荷载，构造边坡可靠性分析的功能函数显式表达式，以此为基础，既考虑岩体力学参数的随机性，又考虑“边坡稳定”这一概念的模糊性，求解边坡模糊随机可靠度。将上述理论运用于海南中线高速公路某半路半桥路基边坡设计中，经过施工期台风季节以及通车运营半年的考验，证明该方法是合理实用的。     

桥梁承载力检算系数的综合评定法

桥梁承载力评定受主客观模糊性和随机性诸因素的错综影响，本文采用极限状态设计原理，并通过模糊评判与随机分析的综合，确定桥梁承载力计算中Z1（检算系数）的评定方法，给出桥梁承载力的安全范围及数值，从而为利用、改造旧桥提供有力的依据。     

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。     

基于静力试验的大跨钢管拱桥承载力的模糊神经网络评价

在深入研究现有桥梁结构承载力评价方法的基础上,把模糊理论与人工神经网络技术结合起来应用于大跨度钢管混凝土拱桥的承载力评价.建立了模糊神经网络评价模型,通过样本训练,获取评价专家的经验知识和直觉思维.经实际工程检验,评价结果直观简单,较好地反映了在役桥梁结构的承载力状况.     

基于蒙特卡罗数值模拟的大跨桥梁状态评估

为了定量地研究大跨桥梁在多种随机因素下的可靠度,采用蒙特卡罗数值模拟方法,对润扬长江公路大桥(中国跨度最大的悬索桥)在温度、风、车辆荷载、车辆冲击等随机变量作用下的结构可靠度进行计算。通过对大桥在正常运营和损伤状态下的可靠度分析,获得了大桥主缆应力、吊索应力、桥塔位移以及钢箱梁线形等重要指标的可靠度和累积分布函数,其分析结果形象直观,提高了评估的效率,使维护决策的制定更加客观准确。     

既有钢筋混凝土桥梁正常使用极限状态的可靠度分析方法

分析了既个钢筋混凝土桥梁正常使用权限状态可靠度分析的特点；研究和讨论了既有钢筋混凝土桥梁正常使用极限状态的模糊随机可靠度分析方法和考虑中介状态的可靠度分析方法，并根据一座实际桥梁的实测资料进行了具体的计算分析。     

模糊识别与非结构性决策在桥梁评估中的应用

针对既有桥梁质量评估过程中定量指标与定性意见难以综合的问题,采用了多级模糊模式识别与非结构性决策理论的桥梁评估方法。该法可综合考虑定量、定性评估意见及评估人权重来对桥梁质量状态做出综合评估。工程应用表明,该法可对桥梁质量做出准确的评估,确保桥梁运营的安全性。     

基于评估荷载发生概率的在役混凝土桥梁可靠度分析方法

针对影响桥梁安全性的因素具有较多不定性的特点,应用随机可靠度理论,对在役混凝土桥梁荷载概率模型、抗力概率模型、可靠度评估流程、可靠度计算方法等方面进行了研究。基于可变荷载在评估基准期内的不同取值方式,提出了基于评估荷载发生概率和基于评估基准期荷载极大值的构件可靠度计算方法。从可靠指标的延续性出发,考虑构件抗力随时间变化,提出在役混凝土桥梁可靠度的预测方法。研究结果表明:两种方法可靠指标预测曲线规律是一致的,后者是前者的特例,且比前者偏于安全;预测初期两种方法可靠指标的计算结果与以往方法较为接近,预测后期两种方法可靠指标下降规律与以往方法基本一致。两种方法均偏于安全,对于荷载随时间增长较快的桥梁结构是适用的。     

车辆轴限对钢筋混凝土桥梁可靠度和加固费用的影响

为了分析车辆限载对钢筋混凝土桥梁可靠度和加固费用的影响，基于实测车辆动态称重数据和可靠度理论，研究了桥梁可靠度及其年均加固费用与车辆轴限值的关系。首先根据车辆动态称重数据统计得到交通荷载资料，在保持车货运输总重不变的前提下，采用蒙特卡罗法模拟不同轴限值约束下的随机车流。然后，计算桥梁在不同轴限值下的时变可靠度，结合不同加固方案所引起的可靠指标变化确定桥梁剩余使用寿命及其年均加固费用，并拟合确定轴限值与年均加固费用的关系曲线。最后，以湖南某地区的实测车辆动态称重数据及一座典型的钢筋混凝土简支T梁桥为例进行分析说明。研究结果表明：对桥梁进行限载可以减缓桥梁可靠指标的下降速率；在车货运输总重保持不变的条件下，轴限值越大，桥梁的可靠指标下降越快，桥梁使用寿命越短；当轴限值不超过10 t时，桥梁使用寿命可以达到设计使用年限，而当轴限值超过16 t后，桥梁结构的可靠指标随时间下降明显，在达到设计使用年限之前需要采取加固措施；采用3种常见的方案对桥梁进行加固后，桥梁剩余使用寿命随轴限值的增加均呈明显的下降趋势；随着轴限值继续增大，3种加固方案对桥梁剩余使用寿命的影响越来越小，而桥梁年均加固费用却随轴限值的增大呈指数型增长。     

极端荷载作用下公路桥梁荷载概率模型研究

我国桥梁设计规范中对极端荷载组合系数没有明确的规定,在以结构可靠度为基础的概率极限状态设计法中,由于公路桥梁各种作用比较多且大多随时间变化的范围比较大,各种作用的组合也比较复杂,所以必须选择合理的概率模型才能保证计算出真实合理的结构可靠度。通过查阅文献并结合WIM系统统计的车辆数据分析,建立了公路桥梁永久荷载及其效应概率分布模型;基于Matlab软件,在汽车车重总体服从多峰分布的基础上对实测数据进行训练拟合,建立了汽车荷载效应的概率模型并确定了汽车荷载分级加载方式,为公路桥梁可靠度研究和求解极端荷载组合系数奠定了基础。     

考虑随机车载-风载联合作用的斜拉桥拉索疲劳可靠性分析

以某大跨斜拉桥为工程背景,对随机车载与风载联合作用下的斜拉索疲劳可靠性进行了分析。首先,依据交通调查数据,建立随机交通荷载模型,基于桥位处多年风速统计资料,建立大桥风载概率模型;然后,采用自编的风-车-桥动力响应分析程序,实现随机车载与风载联合作用下的拉索应力谱计算分析;最后,基于累积损伤理论和Monte-Carlo法开展拉索的疲劳可靠度和疲劳寿命分析。研究结果表明：风载对斜拉索疲劳可靠度影响显著,且该影响由短索到长索呈不断增大的趋势;考虑车载-风载联合作用的拉索疲劳寿命较仅考虑车载的情况下降2%～63%,平均达50%。