在役钢筋混凝土梁桥承载力可靠度预测

针对主梁的失效,利用已有构件时变可靠度成果,提出在役梁桥承载力可靠度预测方法和分析步骤,并进一步研究结构时变可靠度规律,是在役桥梁结构承载力可靠度预测研究的一个重要思路.     

既有钢筋混凝土梁桥的承载力可靠度分析

承载力可靠度是反映既有钢筋混凝土梁桥安全性的重要指标．对于既有钢筋混凝土梁桥,其材料强度和结构尺寸可以通过现场检测获得,同时,在桥梁服役期间内,桥梁已经承受了某一水平荷载的验证,并且桥梁各主要失效模式问存在相关性．综合考虑多种因素,建立了既有钢筋混凝土梁桥承载力可靠度分析的模型和方法,并应用于一座跨径为19．5m的5片简支梁桥的承载力可靠度评估中．     

基于结构检算方法的梁式桥梁结构快速安全性综合评估系统

针对传统桥梁结构承载能力评估存在的不足,建立了梁式桥梁结构安全性的快速综合评估 方法。首先,以基于规范理论的桥梁结构检算方法为核心,采用模拟车辆系统替代静载试验,建 立现役桥梁结构的承载力和刚度计算系统。其次,使用现场调查、检测手段获取结构承载现状的 技术状况信息,确定各计算系统中的技术参数,形成符合桥梁结构实际承载状况的分析检算系 统。最后,将分析检算系统和承载力、刚度计算系统相结合,计算得到一系列反映桥梁结构现有 承载力和刚度的评估参数,从而实现桥梁结构承载能力的快速评估。通过与实桥荷载试验数据的 对比分析表明,采用该方法计算得到的实桥挠度较实测值偏大,偏于保守,并且两者具有相同的 趋势,验证了该评估方法的安全性和可靠性。同时,以某现役预应力简支空心板桥为例,实现了 该桥的安全性综合评估,结果表明该桥的现有承载力和刚度较设计时折损较少,仍然满足现有承 载能力大于设计荷载效应的要求,满足安全运营的需求。     

RC梁桥承载力的振动测试评估方法

为了将结构的动力参数应用于在役RC梁桥的实际承载能力评估,根据四片钢筋混凝土简支T梁静、动力损伤试验成果,应用非线性回归方法,得到不同配筋率下表征T梁刚度比和频率比关系的曲线族方程,建立了钢筋混凝土单梁结构动力特性与承载力之间的关系。基于实测基频和裂缝特征将整桥的动力特性分解为单梁的动力特性,应用钢筋混凝土单梁模型试验研究成果,对RC梁桥结构性能进行评估。本文建立的动力法评估模型为:结构基频和裂缝特征→刚度→名义配筋率→单梁抗弯能力。通过对某座实际RC梁桥的动力法评定得到了单梁的变形控制弯矩、裂缝控制弯矩、强度控制弯矩,评定结果与静载试验结果一致。可见,以实测基频和裂缝特征可预测出RC简支梁桥的实际承载力,精度满足实际应用要求。     

既有结构时变可靠度预测模型及计算方法研究

在复杂环境与荷载作用下,桥梁的抗力会随着时间的推移而退化,可靠性降低,导致桥梁提前破坏,这关系到桥梁耐久性、适用性和安全性问题。准确评估桥梁的安全状况,为桥梁管养部门在维护、维修和修复等方面及时提出合理建议措施,意义重大。文章首先建立了Gamma随机过程抗力退化模型与泊松（Poisson）随机过程荷载模型。在此基础上,基于抗力和荷载效应相互独立的基本假定,使用条件概率公式,严格得到了结构失效概率计算表达式,并提出了一种改进的时变可靠度Monte Carlo计算方法,最后用Matlab语言编制了相应计算程序。作为一个应用算例,利用文章所建立的双随机过程模型和可靠度计算方法,分析了某现钢筋混凝土T型梁桥服役20 a的抗力可靠度衰减规律。与传统的时变可靠度计算方法相比,本文方法不但可行、有效,而且效率高。另外,以腐蚀机制下的桥梁抗力退化模型为例,预测得到桥梁在后30 a时的失效概率以及可靠指标。     

基于可靠度理论的桥梁评估

基于桥梁评估的现状,介绍了桥梁评估的研究成果,阐述了桥梁的可靠度理论的概念、基本参数以及结构可靠度的各种计算方法.从可靠度方面,对某预应力混凝土T梁桥分别利用一次二阶矩中心点法和改进的一次二阶矩法求得可靠性指标,进行安全性评估,并且通过可靠度计算结果对不同计算方法加以对比,并对可靠度理论加以分析.     

桥梁结构的可靠度模型

制定合理的设计标准时，需要有产的度量结构性能的方法，传统的分析方法不能准确的了解实际的安全储备。荷载和抗力参数为随机变量，概率方法就成为桥梁性能的分析模型，本文对现有的分析方法，梁桥的可靠度度量法、哉载模型和承和模型进行了阐述。     

钢筋混凝土简支梁桥服役安全性评估

针对现役钢筋混凝土梁桥提出了一种服役安全性评估方法,并采用这种方法对江苏省326省道上的一座现役钢筋混凝土7跨简支T型梁桥的安全性进行了评估．建立桥梁结构的空间有限元模型,分析结构在实际荷载作用下的反应：根据桥梁现场检测和结构分析的结果．采用材料强度折减和荷载加成的观念评估该桥梁结构的承载能力．并进行正常使用极限状态下结构主梁的变形验算与裂缝宽度验算;评估结果表明该桥承载能力较差．安全可靠度较低,已不能满足实际使用的需要。     

基于评估基准期的既有梁桥时变可靠度评估方法

针对基准时间参数不断变化的特点和各要素时间轴相统一的内在要求,开展基于评估基准期的时变可靠度评估研究。指出时变可靠度分析中抗力、荷载效应、目标可靠指标都是评估基准期的函数。基于等超越概率准则,建立了评估基准期的迭代求解方法;采用活载效应修正系数,建立了给定评估基准期内的车辆荷载效应模型;基于年失效概率相等准则,建立了给定评估基准期的目标可靠指标计算方法。引入材料退化模型,形成了在役RC梁桥剩余寿命分析技术。分析表明,所建议方法能够与现行可靠度标准体系相匹配,实用性较高。     

刚度折减对梁桥受力性能影响的试验研究

梁桥的刚度随其裂缝的增加和钢筋的锈蚀而衰减.通过对带裂缝工作的T梁桥进行理论和试验对比分析,表明采用全截面抗弯刚度和0.65倍全截面抗弯刚度计算出挠度差值很大,且0.65倍全截面抗弯刚度计算出挠度与实际工程较为接近,说明带裂缝工作和钢筋锈蚀的梁桥对构件刚度折减很大.     

大跨旧桥极限承载力的可靠度分析

基于桥梁的极限承载力理论,首先建立某桥梁结构的有限元模型,并对荷载作用下的各个反应量如最大挠度、应力和弯矩等进行参数灵敏度分析;其次确定了结构极限承栽力的统计参数,建立基于极限承载力荷载效应的极限状态方程,并采用传统的结构可靠度理论计算出了结构的体系可靠度.算例表明,利用该方法来获得结构体系的可靠度具有准确、简便、实用...     

基于断裂力学分析桥梁结构极限承载力

采用断裂力学方法,通过比较不同的宏观断裂力学模型,得出适合混凝土有限元分析的模型——裂纹带模型。基于该模型,编制有限元结构分析程序——桥梁结构承载力分析系统,计算试验梁的极限承载力,并将计算结果与试验数据相比较,验证本程序计算结果基本准确可靠,同时,与采用现行公路桥涵设计规范计算的该试验梁承载力相比较,证明现行公路桥涵设计规范在计算桥梁结构承载力时,安全储备较高。     

在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估研究

我国现有大量的钢筋混凝土桥梁结构,随着服役时间的不断延长,均存在着不同程度的老化和破坏现象,因此对这些桥梁结构进行可靠度评估就显得非常重要。从可靠度评估和维修策略、基于时变抗力的可靠度分析、疲劳可靠度和动力可靠度几方面问题出发,对在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估进行探讨,可为工程实践提供有意义的参考。     

一种板桁结合型加劲梁竖向抗弯刚度的近似算法

板桁结合型加劲梁(后称加劲梁)因其刚度大、自重小等特点成为桥梁特别是大跨度桥梁的主要结构形式之一。为了解决加劲梁竖向抗弯刚度计算复杂的问题,基于前人已有的数据与研究,提出一种近似算法:首先统计了国内外26座典型加劲梁主要结构形式,并通过手算与电算分析不同结构形式的主桁架和下平联对竖向抗弯刚度的影响;其次,基于应变能互等原理将主桁架斜腹杆和下平联连续化处理为薄板结构;最后,通过加劲梁连续化等效的箱梁提出计算加劲梁竖向抗弯刚度的近似计算公式。研究结果表明:上述近似公式计算结果与加劲梁实际结构竖向抗弯刚度具有良好的吻合性,误差小于5%,可满足工程需要。     

现浇桥面板的Ⅰ形组合板-梁桥荷载横向分布试验分析

根据现浇桥面板的Ⅰ形组合板-梁桥的结构特点,通过试验与理论计算对比,研究该种组合板梁桥荷载横向分布计算方法。运用桥梁博士软件建立结构分析模型,根据理论分析与实测各种荷载工况下各片梁的挠度及应力,判断Ⅰ形组合板-梁桥的实际承载力;将ANSYS有限元法、桥梁博士刚接板梁法及试验测试结果对比研究,验证理论分析方法的可靠性,确定该类组合梁桥的荷载横向分布系数计算方法。     

在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估研究

我国现有大量的钢筋混凝土桥梁结构,随着服役时间的不断延长,均存在着不同程度的老化和破坏现象,因此对这些桥梁鲒构进行可靠度评估就显得非常重要.从可靠度评估和维修策略、基于时变抗力的可靠度分析、疲劳可靠度和动力可靠度几方面问题出发,对在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估进行探讨,可为工程实践提供有意义的参考.     

既有钢筋混凝土双曲拱桥动态可靠性评估与加固措施研究

为了研究既有钢筋混凝土双曲拱桥的承载力,依据动态可靠性理论和桥梁结构的实际状况,以一座既有钢筋混凝土双曲拱桥为工程背景,根据其实际工作状态和检定结果对其进行了安全性评估,并依据评估结果和该桥的实际通过能力要求,提出了提高该桥承载能力和运营安全性及可靠度的具体维修加固措施.通过加固前后该桥抗力统计参数的对比分析可知,桥梁的抗力统计参数及可靠性指标得到了较大地提高.动态可靠性理论的应用和维修加固措施可为既有钢筋混凝土双曲拱桥的运营养护提供参考.     

公路规则梁桥地震易损性模型及简化计算方法

为了快速评估桥梁结构达到特定损伤状态的概率,基于非线性动力时程分析结果,建立了公路规则梁桥地震易损性模型并提出了简化计算方法.依据不同上部结构支承形式、墩柱形式和设计规范,将公路规则梁桥细化为8种桥型,针对每种桥型分别建构了80个基准桥梁样本作为各类桥型代表.选择墩柱和支座作为桥梁的易损构件,确定桥梁墩柱和支座在不同损伤状态下对应的参数能力范围.用OpenSees建立桥梁样本的有限元模型,采用增量动力分析方法,分析得到各类桥梁的全桥系统地震易损性模型.以计算得到的易损性模型参数为样本,提出适用于我国公路规则梁桥的中位值简化计算公式,同时给出对数标准差的建议值.研究结果表明:对于规则梁桥中位值,双柱式梁桥相对单柱式梁桥增大17%、新规范相对旧规范增长7%、连续梁桥相对简支梁桥增大8%;简化公式计算结果与分类易损性模型吻合较好,均方误差和均方根误差分别为5.26%和5.95%,最大绝对误差10.58%.      

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。     

预制装配式板梁桥的模型修正方法

为反映在役桥梁的实际状况,提出了板梁桥的模型修正方法.假设铰缝相对位移与铰缝剪力成正比,并将铰缝刚度、板梁抗弯刚度和板梁抗扭刚度均作为未知量进行修正.基于板梁边实测位移建立位移方程,并采用QR分解法得到矛盾方程组的最优解.模型考虑了多个静载试验工况、多个荷载及荷载偏心的特点,可以直接应用于桥梁荷载试验.对有防撞护栏和有损伤的板梁桥进行了数值模拟,结果表明:无论是板梁有较大损伤,还是有复杂附属结构,该修正方法均可给出准确的修正系数;试验应尽可能采用多个试验工况,并将荷载布置在被测试的铰缝和板梁附近.