可靠度劣化模型在桥梁维修决策中的应用

已有桥梁无论是进行改造,还是维修加固,对其进行可靠度鉴定是一项不可缺少的前提工作。研究桥梁结构服役期间的可靠性对于预测桥梁服役寿命,安排合理、经济、科学的维护时间和方案具有重要的指导意义。该文以双线性劣化模型来描述桥梁结构的可靠度退化状态,讨论了关键参数的确定方法,并以东北地区7座钢筋混凝土桥梁为例,分析了该模型在桥梁维修决策中的应用。     

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。     

服役钢筋砼桥梁承载能力衰减研究

通过工程实际和研究，在已有资料的基础上，提出了砼内钢筋锈蚀的影响因素及钢筋截面积与强度的时变模型，并利用混凝土碳化深度预测模型和抗压强度时变模型，建立了服役钢筋砼桥梁承载能力衰减模型。研究的理论基本上解决了服役桥梁承载力评定和预测等问题，为旧桥的可靠性鉴定评级奠定了基础，同时也为旧桥的剩余寿命预测提供了依据。     

服役钢筋砼桥梁承载能力衰减研究

通过工程实际和研究,在已有资料的基础上,提出了砼内钢筋锈蚀的影响因素及钢筋截面积与强度的时变模型,并利用混凝土碳化深度预测模型和抗压强度时变模型,建立了服役钢筋砼桥梁承载能力衰减模型.研究的理论基本上解决了服役桥梁承载力评定和预测等问题,为旧桥的可靠性鉴定评级奠定了基础,同时也为旧桥的剩余寿命预测提供了依据.     

既有钢筋混凝土桥梁模糊随机可靠性评价

由于钢筋锈蚀、混凝土碳化和日益增加的交通荷载影响,桥梁性能随着时间劣化,可靠性降低。因此,在分析影响既有钢筋混凝土桥梁可靠性不确定性因素的基础上,将这些因素归结为随机性和模糊性,以模糊随机变量为基本变量,考虑桥梁在服役过程中的耐久性损伤对可靠性的影响,针对既有桥梁荷载的分析背景同拟建桥梁的不同,进一步考虑模糊性,建立了考虑失效准则模糊性的模糊随机状态方程,将JC法改进用于计算模糊随机可靠指标,以装配式简支梁桥可靠性评价为例给出了具体方法和过程。     

腐蚀预应力混凝土桥梁抗力退化预测方法

针对氯盐环境下预应力混凝土桥梁中钢绞线锈蚀引起的抗力退化问题,以一座服役预应力混凝土桥梁为例,考虑钢绞线锈蚀初始和发展过程、锈蚀导致的钢绞线截面积减小、钢绞线强度降低以及钢绞线与混凝土间的黏结性退化,采用Monte Carlo数值模拟方法,建立了锈蚀预应力混凝土桥梁构件抗力退化预测概率模型,分析了锈蚀对预应力混凝土桥梁构件抗力水平的影响。研究结果表明:钢绞线锈蚀开始阶段,坑深增长较快,且各个蚀坑的差值较小;随锈蚀的发展,坑深增长逐渐变缓。锈蚀初始时间服从对数正态分布,不同时刻抗力可用正态分布来表征。     

钢筋锈蚀引起桥梁结构性能退化的可靠性分析

在介绍了引起钢筋锈蚀的因素及过程后,分析了钢筋锈蚀造成结构性能退化的机理,并分析钢筋的锈蚀对桥梁结构的影响。通过对钢筋锈蚀引起结构抗力衰减过程分析,建立了结构抗力的等效模型,分析结构评价时刻的可靠度,并与初始状态进行比较,建立了基于桥梁检测结果的可靠性分析方法。以实现对桥梁当前和将来状态的可靠性评估及预测。     

多元分布代表点法在服役锈蚀梁可靠性分析中的应用

为了高效率、高精度地对服役锈蚀梁可靠性展开研究,该文基于数论方法中的多元分布代表点提出了一种新的可靠度计算方法。首先,介绍了多元分布代表点的定义和生成方法,以及多元随机变量函数特征值(均值及标准差)的计算方法;随后建立了服役锈蚀梁的抗弯承载力及可靠度计算模型;最后基于多元分布代表点法对服役锈蚀梁的承载力及可靠性进行分析,并将分析结果与JC法及Monte Carlo方法得到的计算结果进行对比。同时基于不同混凝土保护层厚度和强度下锈蚀梁抗弯承载力的退化规律,对结构抗弯承载力进行敏感性分析。研究结果表明:该文提出的方法具有较好的计算效率及较高的计算精度,能大幅减少样本的数量,适应于工程实际运用。同时混凝土保护层厚度及强度的合理增大均能有效提高锈蚀梁在服役过程中的抗弯承载力。     

基于动态可靠性的服役桥梁保险

以结构动态可靠性理论为基础.分析了服役桥梁的失效风险.研究了动态可靠度与服役桥梁失效保险费率的关系,推导了服役桥梁失效保险费率的计算公式.研究表明服役桥梁失效保险费率不仅与桥梁建造成本和桥梁失效概率成正比,而且还与维护费用和损失程度的分布函数有关.研究结果可供桥梁管理和制定桥梁保险费标准参考.     

侵蚀性环境下桥梁CFRP/BFRP加固后的长期性能试验

为了研究侵蚀性环境下服役桥梁构件采用纤维材料加固后的长期性能,对11根具有初始锈蚀损伤的钢筋混凝土梁式构件采用碳纤维布(CFRP)和玄武岩纤维布(BFRP)加固后继续退化的承载力及服役性能进行试验.通过对加固后构件进行电化学加速锈蚀和盐液浸润干湿循环模拟不同程度的后续服役性能退化,研究侵蚀性环境对CFRP和BFRP加固构件在不同后续服役期的承载力、刚度等性能影响规律,同时对比了2种加固材料的耐久性能和成本效益.结果表明:侵蚀性环境下加固后的桥梁构件承载能力评估需综合考虑钢筋锈蚀引起的承载力降低和侵蚀性环境对纤维利用效率的降低;CFRP对刚度提高显著,而BFRP加固具有更好的延性;考虑加固后长期服役性能,CFRP加固后具有较好的耐久性,而BFRP具有较高的成本效益.