圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件 拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的"五点重合法"确定研究截面,并对该截面进行不利布载.对每一种荷载布置型式,采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算.给出其承载力可靠度功能函数,推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型,并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值.最后给出实桥验证算例.     

桩基承载能力的可靠性分析计算研究

通过分析影响桩基竖向承载力可靠性的主要影响因素及桩基失效模式，对桩基荷载变量和抗力变量进行概率模拟，根据概率统计方法和可靠度分析理论，建立桩基功能函数的概率模型，提出桩基可靠性指标的计算方法，并用JC法对一摩擦桩承载力可靠性水平进行了评价．     

在役钢筋混凝土T梁桥时变可靠度分析

在役期间的桥梁在荷载和环境侵蚀(如钢筋锈蚀)等因素的影响下,结构可靠度会随着在役时间的延长而降低。建立结构抗力时变概率模型和荷载效应概率模型,构建桥梁结构功能函数,基于Matlab分别采用一次二阶矩法、JC法和Monte Carlo法实现可靠度计算。以一座4×20m在役钢筋混凝土简支T梁桥为例进行时变可靠度分析,结果表明:该桥在服役15a后的结构可靠度大于规范目标可靠度要求,在服役70a左右的时候达到目标可靠度。     

既有刚架混凝土拱桥时变可靠性分析

为了研究抗力衰减函数系数、荷载横向分布系数和荷载增长系数对服役期间的刚架混凝土拱桥可靠度的影响,将抗力衰减函数系数、荷载横向分布系数和荷载增长系数视为随机变量,对结构的可靠性进行了分析.结果表明荷载横向分布系数和荷载增长系数对结构可靠性的影响较大,抗力按不同的规律衰减导致结构的可靠指标降低趋势表现出不同的规律,因此应根据结构的实际服役环境来确定抗力的衰减规律,从而利用可靠指标的变化规律对结构制定合理、经济的养护维修及加固方案.     

矿山法地铁隧道二衬结构安全系数及可靠度计算方法研究

以北京地铁四号线某大断面矿山法隧道为背景,分别应用“初期支护与二次衬砌共同承受全部荷载的计算模式”与“不考虑初期支护承载而由二次衬砌单独承受全部荷载的计算模式”进行隧道截面安全系数和可靠度指标的计算,结果表明：两种承载模式得到的结构最不利截面安全系数均能满足要求,但“二衬结构单独承载模式”得到的最不利截面结构可靠度指标偏低．为确保根据不同承载模式得到的计算结果基本相同,在应用响应面法分析隧道衬砌结构荷载效应的基础上,采用了等效地层弹性抗力系数来表征初期支护对结构承载的贡献,为解决地铁隧道结构设计中由于结构承栽模式不同而造成的计算结果差异提供了一个途径．     

有限元可靠度方法在桥梁工程中的应用

一次二阶矩法是目前求解结构可靠性分析的主要计算方法之一．该方法要求功能函数对随机变量的偏导运算。然而对于以有限元方法分析为主的桥梁结构．无法对其隐式功能函数进行显式求导．限制了一次二阶矩法的应用。本文给出了隐式功能函数可靠度的随机有限元解决方案．考虑了有限元方法和可靠度方法结合使用过程中,经典一次二阶矩法的改造问题。算例表明,该方法能够适用于基于有限元的结构可靠度分析,并在求解过程中给出随机变量的敏感系数。     

基于统一理论的蝶形拱桥空间稳定性分析

为考察多拱肋蝶形拱桥结构的稳定性,基于考虑钢管套箍作用的统一理论,对大跨度蝶形钢管混凝土拱桥的2类稳定问题进行了分析.通过计算特征值,得到了结构的第一类稳定安全系数;考虑结构的几何非线性和材料非线性,用荷载增量法迭代求解,得到了结构的极限承载力和第二类稳定安全系数.以太原市南中环主桥为工程背景,对该桥各施工阶段和成桥阶段的空间稳定性进行了分析.结果表明:用换算截面法和叠合单元法获得的稳定安全系数比用统一理论法获得的整体上略小,用统一理论法分析钢管混凝土拱桥的稳定性是可行的;蝶形拱桥的失稳形式以拱的面外扭转失稳为主;拱肋的初始缺陷、活载分布形式和横向风荷载等对结构稳定性均有不同程度的影响;结构的第二类稳定安全系数均小于第一类稳定安全系数.     

考虑可靠指标与评估准则统一的在役桥梁剩余使用寿命预测

应用结构可靠度基本理论和方法，对在役桥梁剩余使用寿命预测进行研究．在已有研究成果的基础上，考虑可靠指标与评估准则在时间区域上的统一，提出在役桥梁使用寿命评估准则和基于当量可靠指标的剩余使用寿命分析方法，分析在役桥梁剩余使用寿命取值原则，并针对主要承重构件，建立动态可靠度计算的抗力和荷载效应模型，给出了实桥分析算例．     

钢管砼拱桥承载力计算

针对目前钢管砼拱桥迅速发展,而其承载力计算方法却相对滞后的情况,讨论急需解决的可靠度体系问题和实腹式截面问题．     

钢管混凝土拱桥的拱肋稳定性可靠度分析

介绍了钢管混凝土拱桥的拱肋在稳定性失效模式下功能函数的建立方法.作为分析算例,建立了丫髻沙大桥在某工况下主拱拱肋5个典型截面的功能函数.用JC法、图解渐近法和波动探寻法对其进行了可靠度分析,并将三种方法的计算过程和结果借助图形加以显化.计算结果表明,拱肋稳定性是足够安全的.     

关于桩基承台计算的讨论

桩基承台计算是《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG1362—2004)增加的新内容，笔者根据该规范与《美国公路桥梁设计规范-荷载与抗力系数设计法1994》的对比，提出了承台受弯、撑杆抗压承载力计算的几点意见，并对承台斜截面抗剪承载力、冲切承载力的计算进行了讨论。     

钢管砼拱桥承载力计算

针对目前钢管砼拱桥迅速发展，而其承载力计算方法却相对滞后的情况，讨论急需解决的可靠度体系问题和实腹式截面问题。     

模糊神经网络在钢筋混凝土桥梁结构可靠度分析中的应用

钢筋混凝土桥梁结构可靠度分析中存在着模糊性问题,计算结构可靠度的传统方法没有考虑结构的模糊性问题．将模糊神经网络用于钢筋混凝土桥梁结构的可靠度计算,用神经网络来构造模糊系统,实现输入、输出隶属函数的自动调整,并给出了模糊神经网络计算结构可靠度的步骤．最后通过两个算例来计算结构可靠度,计算结果表明,模糊神经网络法计算结果与JC法计算结果比较接近,该方法可以用于桥梁结构的可靠度计算,特别是可用于功能函数不能显示表达的可靠度计算．该方法的缺点是计算用时稍长以及训练、检验样本的来源存在问题．     

基于弹性补偿有限元法的拱桥极限分析

基于塑性极限荷载理论,提出了一种拱桥极限分析的新方法--基于弹性补偿有限元法的拱桥极限承载力分析方法,综合考虑拉压、剪力、弯矩和扭矩等内力作用,根据近似广义屈服准则,通过连续修改单元的弹性模量而引起应力重新分布, 以模拟拱桥结构体系的塑性失效行为.同时,编制了拱桥极限承载力计算程序,计算结果与模型拱桥的试验结果相比较,验证了方法所具有的较高的计算精度和计算效率.并且讨论了拱桥材料特性、截面几何尺寸和矢跨比等参数对拱桥极限承载力的影响.     

钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工控制全过程优化分析

针对运用悬臂浇筑法进行大跨拱桥施工过程中的控制问题,本文采用简单易行的1阶优化计算分析法,结合正装计算分析方法对大跨拱桥施工中控制截面应力进行调整,以寻找有利于拱桥设计线形和施工安全的截面内力。该优化以合拢前后的拱圈截面弯矩最小为目标函数,扣索索力为设计变量,在有限元软件ANSYS的基础上开发出拱桥优化分析模块,并应用于实桥的优化计算分析。结果表明,该方法优化效果明显,可有效改善成桥前后的拱圈内力,是拱桥施工过程中分析的有效工具,具有一定的应用价值。     

双向偏压作用下钢筋混凝土任意截面极限承载力的简便计算

阐述了钢筋混凝土任意形状截面在双向偏压荷载作用下极限承载力的简便计算方法。混凝土、钢筋的实际应力－应变关系用三次多项式分段模拟，截面刚度系数用格林积分方法计算。以截面最大受压纤维处的应变为变量，用直接搜索法逼近截面极限荷载，所推导出的公式简单，计算方便，并给出截面极限承载力计算实例。     

增大截面法在拱桥加固中的应用

众多现役拱桥受损严重而无法满足目前正常交通运营压力,故需及时对受损桥梁进行加固,以提高其承载力,满足当下交通荷载要求。将采用增大截面法,对某受损拱桥进行实例加固设计,并通过有限元仿真计算分析。计算结果表明,加固后主拱圈安全储备量增加,满足结构的使用要求。该加固方案将为今后该类问题的解决提供一定的参考依据。     

既有钢筋混凝土梁时变可靠度计算模型

分析了目前既有结构时变可靠度计算理论和现行规范计算公式,考虑混凝土损伤和钢筋锈蚀以及材料强度随时间劣化的情况,建立了既有钢筋混凝土梁(单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面)的时变抗力计算模型,给出了既有钢筋混凝土梁的时变可靠度指标,并通过工程实例对既有钢筋混凝土梁进行了加固前计算分析.结果表明:实例结构动态可靠度指标为1.56,承载能力属于d级,这与现行可靠性鉴定标准的评级相吻合,因此,计算模型合理可靠.     

管片衬砌可靠度分析实用方法研究

由于盾构隧道管片衬砌结构形式的特殊性,可靠度分析中仅采用截面承载力极限状态方程作为功能函数不够全面,故文中提出管片可靠度分析应采用双功能函数,即增选管片裂缝宽度控制方程作为第二功能函数.考虑到随机变量的非正态分布和功能函数的高度非线性,常规一次二阶矩法精度较低,提出采用映射变换和二次二阶矩相结合的方法进行管片衬砌可靠度分析.实例表明：双功能函数相互补充,可保证结构的安全可靠,映射变换和二次二阶矩结合分析法清晰简便,能较好地解决功能函数高度非线性、随机变量非正态分布等问题.     

大跨简支系杆拱桥非线性稳定性

宁杭高速公路南河大桥为主桥130m跨径简支下承式钢管混凝土系杆拱桥。在考虑了拱桥非线性稳定性影响因素基础上,利用有限元ANSYS结构分析程序,建立了拱桥结构稳定性分析空间有限元模型,给出了该桥常见的失稳屈曲模态,研究了大跨简支系杆拱桥的非线性稳定性求解策略,并对南河大桥简支钢管混凝土系杆拱桥进行了非线性稳定性计算。结果表明,钢管混凝土拱脚处的拱肋首先形成塑性铰,破坏时的极限荷载达到正常使用荷载的3．50倍,满足稳定性要求。