本文關(guān)鍵詞：懸索橋預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)時(shí)變可靠度研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：懸索橋的錨固系統(tǒng)是整座橋梁的安全所系,其可靠度水平直接關(guān)系橋梁的安全狀態(tài)。國內(nèi)懸索橋預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛,傳統(tǒng)上采用灌注水泥砂漿進(jìn)行防護(hù),近年來又發(fā)明了可更換預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng),采用灌注油脂進(jìn)行防護(hù),是技術(shù)上的進(jìn)步。然而對(duì)于這種錨固系統(tǒng)的實(shí)際腐蝕狀況以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的可靠性如何,很少見有報(bào)道及研究。本文嘗試應(yīng)用可靠度理論,對(duì)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)考慮腐蝕因素的可靠性做了初步研究,主要工作內(nèi)容如下：通過對(duì)影響鋼絞線腐蝕因素的研究,基于已有的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果建立了預(yù)應(yīng)力鋼絞線力學(xué)時(shí)變模型；介紹目前時(shí)變可靠度理論研究中常用的幾種方法,分別編制了相應(yīng)算法的程序,并對(duì)各方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較分析,討論了各算法的適用性；對(duì)錨固系統(tǒng)的失效模式進(jìn)行分析,基于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的力學(xué)性能退化模型建立了錨固系統(tǒng)時(shí)變抗力模型,基于資料統(tǒng)計(jì)及有限元計(jì)算結(jié)果建立了荷載效應(yīng)模型,進(jìn)而建立錨固系統(tǒng)功能函數(shù)表達(dá)式。通過計(jì)算了錨固系統(tǒng)的時(shí)變可靠度指標(biāo)評(píng)估設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)錨固系統(tǒng)的可靠性。分析了錨固系統(tǒng)的時(shí)變風(fēng)險(xiǎn)率,并對(duì)功能函數(shù)各隨機(jī)變量的參數(shù)敏感性進(jìn)行了分析。計(jì)算主纜索股在腐蝕損傷情況下的可靠度指標(biāo),并與其相應(yīng)的安全系數(shù)進(jìn)行比較,討論了采用傳統(tǒng)安全系數(shù)法設(shè)計(jì)的主纜在壽命期內(nèi)的可靠性。建立基于時(shí)變可靠度的錨固系統(tǒng)檢修決策模型,基于后期檢修總費(fèi)用最小的目標(biāo)及可靠度指標(biāo)限值的約束條件對(duì)檢修決策進(jìn)行了優(yōu)化。該優(yōu)化算法利用事件樹模型考慮了所有維修的可能性,考慮檢查的精度以及后期檢修費(fèi)用的折現(xiàn)。利用該算法對(duì)不同條件下的檢修決策優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了討論。研究結(jié)果表明,懸索橋的預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)可靠性對(duì)腐蝕較為敏感,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的可靠度指標(biāo)退化較快。對(duì)隨機(jī)變量的參數(shù)敏感性分析表明錨固系統(tǒng)可靠性的降低主要由于預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕導(dǎo)致性能退化。對(duì)主纜索股的可靠度分析表明,采用傳統(tǒng)安全系數(shù)法設(shè)計(jì)的主纜具有較高的可靠性,盡管索股的腐蝕損傷會(huì)導(dǎo)致可靠度指標(biāo)降低,但是對(duì)于極限承載能力狀態(tài)的可靠度指標(biāo)而言仍然在大多數(shù)情況下滿足要求。錨固系統(tǒng)檢修決策方案的優(yōu)化結(jié)果依賴于檢查的精度以及失效損傷在后期管理總費(fèi)用中所占的比例,以及預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕速率,因此需要建立相應(yīng)的監(jiān)測機(jī)制,以監(jiān)測預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕狀態(tài),為剩余服役基準(zhǔn)期內(nèi)的可靠度評(píng)定以及檢修方案的決策提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：懸索橋 預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng) 時(shí)變可靠度 腐蝕 抗力退化 檢修策略優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U448.25
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景及研究意義11-15
• 1.1.1 錨固系統(tǒng)可靠性問題的提出11-14
• 1.1.2 研究意義14-15
• 1.2 時(shí)變可靠度理論研究進(jìn)展15-17
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度的基本概念15-16
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度的研究進(jìn)展16-17
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 橋梁結(jié)構(gòu)抗力模型與荷載模型19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 抗力的隨機(jī)過程模型19-22
• 2.2.1 退化函數(shù)模型19-20
• 2.2.2 獨(dú)立增量過程模型20-22
• 2.3 鋼絞線腐蝕模型22-31
• 2.3.1 鋼絞線腐蝕機(jī)理22-23
• 2.3.2 影響腐蝕的因素23-25
• 2.3.3 腐蝕鋼絞線的力學(xué)性能時(shí)變模型25-31
• 2.4 橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)變荷載模型31-33
• 2.4.1 恒載作用概率模型31
• 2.4.2 車輛荷載概率模型31-33
• 2.5 既有結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)定的荷載標(biāo)準(zhǔn)33-35
• 2.5.1 現(xiàn)役結(jié)構(gòu)評(píng)估的確定性荷載標(biāo)準(zhǔn)33-34
• 2.5.2 現(xiàn)役結(jié)構(gòu)評(píng)估的隨機(jī)荷載標(biāo)準(zhǔn)34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第3章 退化結(jié)構(gòu)的時(shí)變可靠度分析方法36-53
• 3.1 引言36
• 3.2 時(shí)間綜合法36-37
• 3.3 時(shí)間離散法37-38
• 3.4 時(shí)間離散—綜合法38-41
• 3.5 首次穿越概率法41-44
• 3.6 算例一44-49
• 3.6.1 利用時(shí)間綜合法計(jì)算構(gòu)件的時(shí)變可靠度45-46
• 3.6.2 利用時(shí)間離散法計(jì)算構(gòu)件時(shí)變可靠度46-47
• 3.6.3 利用時(shí)間離散綜合法計(jì)算構(gòu)件時(shí)變可靠度47
• 3.6.4 利用首次穿越概率法計(jì)算構(gòu)件時(shí)變可靠度47-48
• 3.6.5 算法比較48-49
• 3.7 算例二49-52
• 3.7.1 利用時(shí)間綜合法計(jì)算構(gòu)件的時(shí)變可靠度49-50
• 3.7.2 利用時(shí)間離散法計(jì)算構(gòu)件時(shí)變可靠度50
• 3.7.3 利用時(shí)間離散綜合法計(jì)算構(gòu)件時(shí)變可靠度50
• 3.7.4 利用首次穿越概率法計(jì)算構(gòu)件時(shí)變可靠度50-51
• 3.7.5 算法比較51-52
• 3.8 本章小結(jié)52-53
• 第4章 預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的時(shí)變可靠度53-84
• 4.1 引言53-54
• 4.2 預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)抗力時(shí)變模型54-62
• 4.2.1 錨固系統(tǒng)承載力極限狀態(tài)55-56
• 4.2.2 錨固鋼束的時(shí)變抗力56-57
• 4.2.3 錨固鋼束抗力的分布57-61
• 4.2.4 抗力參數(shù)敏感性分析61-62
• 4.3 荷載效應(yīng)62-67
• 4.3.1 恒載效應(yīng)62
• 4.3.2 車輛荷載效應(yīng)62-64
• 4.3.3 溫度效應(yīng)64-66
• 4.3.4 風(fēng)荷載效應(yīng)66-67
• 4.4 錨固鋼束時(shí)變可靠度計(jì)算67-69
• 4.5 結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)率69-71
• 4.6 參數(shù)敏感性分析71-74
• 4.6.1 隨機(jī)變量重要性靈敏度指標(biāo)71-72
• 4.6.2 隨機(jī)變量分布參數(shù)的靈敏度指標(biāo)72-74
• 4.7 錨固系統(tǒng)可靠度74-79
• 4.7.1 抗力及荷載參數(shù)75-79
• 4.7.2 錨固體系的時(shí)變可靠度79
• 4.8 主纜索股可靠度79-83
• 4.9 本章小結(jié)83-84
• 第5章 基于時(shí)變可靠度的錨固系統(tǒng)檢修策略84-97
• 5.1 引言84
• 5.2 預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的檢查及更換84-85
• 5.3 基于抗力先驗(yàn)分布的結(jié)構(gòu)檢修制度優(yōu)化85-90
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)檢查85-86
• 5.3.2 結(jié)構(gòu)維修86
• 5.3.3 檢查/維修制度事件樹分析86-90
• 5.3.4 檢查/維修總費(fèi)用90
• 5.3.5 檢查/維修制度的優(yōu)化90
• 5.4 預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)的檢修制度優(yōu)化90-96
• 5.4.1 滿足正常使用及更換操作安全的預(yù)應(yīng)力束設(shè)計(jì)90-91
• 5.4.2 預(yù)應(yīng)力束錨固力監(jiān)測與更換預(yù)警值91-92
• 5.4.3 預(yù)應(yīng)力束錨固力的時(shí)變可靠度92-93
• 5.4.4 預(yù)應(yīng)力束的檢修制度優(yōu)化93-96
• 5.5 本章小結(jié)96-97
• 結(jié)論與展望97-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 致謝103-104
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研實(shí)踐項(xiàng)目104

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本文編號(hào)：290420