發(fā)布時(shí)間：2020-09-07 21:09

　　 大跨度斜拉橋因其優(yōu)美的造型和卓越的跨越能力,常作為交通樞紐被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路干線中,在國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。我國處于環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間,地震頻發(fā),地震災(zāi)害是我國面臨的最主要的自然災(zāi)害。諸如大跨度斜拉橋此類重要性極高的生命線工程,設(shè)計(jì)壽命通常長達(dá)百年,在服役期內(nèi)難免遭受地震災(zāi)害等強(qiáng)動(dòng)力作用影響,結(jié)構(gòu)在漫長的服役期內(nèi)受到自然環(huán)境因素(如氯鹽等侵蝕)影響,結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的剛度、強(qiáng)度等較服役初期會(huì)發(fā)生不同程度的退化,進(jìn)而結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的抗震性能也隨之減弱。同時(shí),作為高次超靜定結(jié)構(gòu),斜拉橋某一構(gòu)件的破壞并不意味著整體結(jié)構(gòu)的失效,結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性一直都是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),因此,考慮結(jié)構(gòu)材料等的時(shí)變特性來研究大跨度斜拉橋在全壽命服役期內(nèi)遭受地震災(zāi)害的系統(tǒng)可靠性問題顯得重要而迫切。針對以上問題,論文的研究內(nèi)容如下:(1)針對目前結(jié)構(gòu)可靠度分析方法普遍存在的計(jì)算繁瑣和精度不夠的局限與不足,基于降維原理和隨機(jī)有限元理論提出了實(shí)際工程結(jié)構(gòu)可靠度分析的乘子降維法,該方法與有限元分析相結(jié)合,可以快速準(zhǔn)確地獲得結(jié)構(gòu)響應(yīng)的分?jǐn)?shù)階矩,進(jìn)而結(jié)合最大熵原理得到結(jié)構(gòu)響應(yīng)的概率密度函數(shù),巧妙地避開了隨機(jī)參數(shù)聯(lián)合概率密度函數(shù)難以得到的難題,同時(shí)盡可能少的調(diào)用有限元分析次數(shù),從而大幅度減小計(jì)算時(shí)間。(2)基于OpenSees開源有限元平臺(tái),建立斜拉橋三維有限元模型,歸納列出了橋梁建模相關(guān)的不確定性參數(shù)。然后考慮斜拉橋橋址處的實(shí)際場地情況,采用三角級數(shù)法,人工合成相位隨機(jī)的30條地震動(dòng)來考慮地震動(dòng)的隨機(jī)性。同時(shí),歸納總結(jié)了斜拉橋此類結(jié)構(gòu)的常見失效模式以及各個(gè)構(gòu)件在地震災(zāi)害下的極限狀態(tài)方程,為后面可靠性分析奠定基礎(chǔ)。(3)生成了考慮結(jié)構(gòu)自身及地震動(dòng)不確定性的斜拉橋非線性時(shí)程分析樣本,采用OpenSees批處理程序進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算,從而獲得結(jié)構(gòu)非線性地震響應(yīng)及其任意階矩,之后采用最大熵原理獲取感興趣響應(yīng)的概率密度函數(shù),進(jìn)而得到各個(gè)構(gòu)件的失效概率以及可靠度指標(biāo)�？紤]構(gòu)件之間的相關(guān)性,采用條件邊緣概率乘積法(PCM)獲得斜拉橋在地震災(zāi)害下的體系失效概率,而不僅僅局限于構(gòu)件的失效概率。(4)闡述了氯離子在混凝土構(gòu)件中的擴(kuò)散及腐蝕機(jī)理,給出了橋墩、塔的時(shí)變概率模型、橡膠支座的性能退化模型以及腐蝕環(huán)境下斜拉索全壽命腐蝕曲線及其參數(shù);結(jié)合這一系列時(shí)變模型,確定了 20年、45年、70年、90年以及100年五個(gè)服役關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)下的斜拉橋非線性時(shí)程分析的樣本。采用OpenSees批處理程序進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算,獲取感興趣響應(yīng)的概率密度函數(shù),進(jìn)而得到各個(gè)構(gòu)件的失效概率以及可靠度指標(biāo)。分析了總結(jié)了斜拉橋各個(gè)構(gòu)件之間相關(guān)系數(shù)的時(shí)變特性以及時(shí)變規(guī)律。采用改進(jìn)的條件邊緣概率乘積法(PCM方法)得到各個(gè)服役時(shí)間節(jié)點(diǎn)下的斜拉橋系統(tǒng)的失效概率,對斜拉橋全壽命內(nèi)的失效概率的時(shí)變特性進(jìn)行了總結(jié)。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U448.27
【部分圖文】：

圖１－２滬通長江大橋逡逑－２１0１－１－２

占據(jù)的特殊重要的地位，以及出現(xiàn)的幾次慘重的地震災(zāi)害的教訓(xùn)，對這些重大工程，必逡逑須進(jìn)行合理的抗桞設(shè)防，保證其在服役期內(nèi)能夠安全可靠運(yùn)營＞邋是每一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師逡逑的不懈追求。圖１－３給出了我國主要的地震帶分布。逡逑（３）斜拉橋強(qiáng)震災(zāi)變機(jī)理及系統(tǒng)可靠性研究意義深遠(yuǎn)逡逑

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【參考文獻(xiàn)】

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3 鮑p芷

本文編號：2813837