文档介绍：广西大学
博士学位论文
桥梁结构极限承载力分析和安全性评估
姓名:乔永平
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:杨绿峰
20090626
桥梁结构极限承载力分析和安全性评估摘要着非常重要的作用。随着服役时间的增长,桥梁结构及其建筑材料的性能性进行正确的评价。安全评价的重要内容是分析桥梁结构的整体安全性和桥梁是公路交通运输的咽喉和枢纽,在国民经济建设和社会发展中起在外界环境和内部因素的交互作用下将不可避免地发生劣化衰变,承载能力下降,从而影响桥梁的安全工作。因而需要对桥梁结构的承载力和安全控制截面的安全性。本文研究建立了桥梁结构极限承载力分析的弹性模量缩减法,进而研究了桥梁结构整体安全系数和截面安全系数的计算方法,据此分析桥梁结构的安全性。主要工作和结论有:莸ピ=孛婺诹徒孛媲慷鹊墓叵担岢隽说ピ3性乇鹊母拍詈表达式,以之表征单元临近屈服的程度。进一步地以单元承载比为控制参数,定义了单元承载比均匀度和基准承载比等参数。利用单元变形能在相邻迭代计算步之间保持平衡的关系,研究建立了结构极限承载力分析的弹性模量缩减法。进而采用不动点原理,分析了弹性模量缩减法的收敛性。该方法可以利用线弹性有限元法求解结构塑性极限荷载。通过算例分析表明,弹性模量缩减法有较广泛的适用范围,且具有计算速度快、计算精度高、稳定性好、格式简单易于程序实现等优点。谘芯拷⒔峁辜蕹性亓Ψ治龅牡阅A克跫醴ǖ幕∩希岷钢筋混凝土板桥的结构特性,将弹性模量缩减法引入到板桥结构承载力分
析中。分别对斜板和异形板等几种典型桥梁结构形式进行了极限承载力分诟止芑炷镣骋焕砺郏芯拷⒘烁止芑炷凉扒偶蕹性亓分析的弹性模量缩减法,并分析了矢跨比、混凝土强度和含钢率等有关参谇帕航峁辜蕹性亓Ψ治龅牡阅A克跫醴ǎ芯拷⒘饲帕估的步骤和方法。析,同时编制了相应的计算程序。通过将计算结果与模型桥梁的试验结果相比较,验证了弹性模量缩减法具有较高的计算精度和计算效率,且数值稳定性较好、收敛速度较,陕。同时讨论了各种参数对钢筋混凝土板桥结构承载力的影响。数对钢管混凝土拱桥极限承载力的影响。结构安全评估的新方法。利用弹性模量缩减法以及承载比参数,研究建立了桥梁整体安全系数和截面安全系数的计算方法,可以据此对桥梁结构的安全性进行定量计算和评估。同时以模型拱桥为例说明了桥梁结构安全评阅夏心悄4笄盼@诮⒏们帕河邢拊7治瞿P偷幕∩希利用弹性模量缩减法研究了那莫大桥的承载能力,分别采用跨中集中荷载、全跨均布荷载和两种荷载共同作用的三种加载方式计算了那莫大桥的极限承载力,并详细研究了拱肋混凝土强度、拱肋钢管的强度标号、含钢率等因素对那莫大桥承载能力的影响。然后,计算了那莫大桥的整体安全系数和控制截面安全系数,据此分析了该大桥的安全性。关键词:桥梁结构;极限承载力;弹性模量缩减法:有限元法;钢筋混凝土;板桥;钢管混凝土;拱桥;安全系数,安全性评估
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第一章绪论引言随着经济持续快速的发展导致交通运输日渐繁忙,作为公路交通运输咽喉——桥梁的地位日益突出。桥梁是地面交通的咽喉和枢纽,属于投资密集、技术难度大的永久性基础设旋。尽管在桥梁的设计和建造阶段采用各种措施保证结构工程质量,但随着时间的推移,桥梁在自然环境、使用环境和材料内部因素的作用下,桥梁结构的性能会逐步劣化,抗力不断下降,加之交通量的增长,运输车辆重量和外型尺寸的增大,养护维修的欠缺等不利因素的影响,造成结构性态变异,承载能力下降,从而影响桥梁的正常使用,甚至导致在役桥梁频繁发生垮塌事故。因此,确保桥梁的安全可靠,在桥梁界是一个重要的课题,具有极大的社会、经济和科学意义。近年来桥梁劣