鋼管混凝土系桿拱橋(簡稱系桿拱橋)因性能優(yōu)越、造型優(yōu)美,被廣泛應(yīng)用于大中跨徑橋梁的建設(shè)中。本文根據(jù)系桿拱橋在工程實際中的承載能力極限狀態(tài)可靠度分析需求,基于系桿拱橋力學(xué)性能分析和結(jié)構(gòu)可靠度基本理論,針對系桿拱橋在承載能力極限狀態(tài)下的功能函數(shù)高度非線性且無法顯式表達,導(dǎo)致常規(guī)可靠度計算方法難以精確求解結(jié)構(gòu)可靠指標的問題,對系桿拱橋在承載能力極限狀態(tài)下的可靠度分析方法與應(yīng)用進行研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合系桿拱橋的受力特點和可靠度理論的相關(guān)研究成果,探討在系桿拱橋承載能力極限狀態(tài)可靠度分析中存在的困難,明確進行系桿拱橋承載能力極限狀態(tài)可靠度分析時應(yīng)解決的問題,確定需要研究的目標、內(nèi)容和方法。(2)基于系桿拱橋結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系的力學(xué)特性,結(jié)合相關(guān)橋梁規(guī)范得到主要受力構(gòu)件的抗力表達式,并建立各構(gòu)件在承載能力極限狀態(tài)下的功能函數(shù)。以系桿拱橋主要受力構(gòu)件的可靠度分析為基礎(chǔ),簡化系桿拱橋的失效模式,構(gòu)建系桿拱橋等效串聯(lián)體系,形成系桿拱橋的結(jié)構(gòu)體系可靠度分析方法。(3)通過分析常規(guī)可靠度計算方法求解系桿拱橋可靠指標存在的缺陷,將加權(quán)平均模擬法應(yīng)用于系桿拱橋承載能力極限狀態(tài)可靠指標的計算中,利用MATLAB軟件編制可靠指標計算程序,并結(jié)合算例對程序的可行性及準確性進行驗證。(4)采用ANSYS軟件建立實橋有限元模型,確定影響實例系桿拱橋可靠度分析的隨機變量,通過加權(quán)平均模擬法對主要受力構(gòu)件進行承載能力極限狀態(tài)可靠度分析。采用PNET法簡化實例系桿拱橋的失效模式,并根據(jù)構(gòu)件的可靠指標,進行結(jié)構(gòu)體系承載能力極限狀態(tài)可靠度分析。(5)基于可靠度理論與加權(quán)平均模擬法,結(jié)合工程實例的分析計算,形成系桿拱橋?qū)Ｓ玫某休d能力極限狀態(tài)可靠度分析方法與流程,并根據(jù)計算分析結(jié)果為系桿拱橋的相關(guān)設(shè)計提供借鑒。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U448.225
【部分圖文】：

受力構(gòu)件包括鋼管混凝土拱肋、系桿、吊桿和橫，同時可以充分發(fā)揮梁受彎、拱受壓的結(jié)構(gòu)受力管混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土以及鋼材等多種復(fù)合材、內(nèi)部超靜定的特殊結(jié)構(gòu)體系特點[2]。拱肋以承受壓力為主，剛性吊桿和系桿以承受軸系桿則以承受軸力為主。根據(jù)拱肋和系桿（主梁分為三類：剛性系桿柔性拱、剛性系桿剛性拱和桿柔性拱 (b) 剛性

圖 1.3 朝天門長江大橋題研究與規(guī)范編寫工作也在不斷推進。目前，規(guī)范主要有《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》（GB計規(guī)范》（JTG/T D65-06-2015）。規(guī)范對于系桿拱橋承載能力極限狀態(tài)的計算規(guī)能力極限狀態(tài)可靠度分析時，需要對以下問題50923-2013 采用疊加的方法，將鋼管截面與混拱肋截面剛度；JTG/TD65-06-2015 則采用“統(tǒng)不對鋼管截面和混凝土截面進行區(qū)分。題。GB50923-2013 根據(jù)“極限平衡理論”計算量的試驗研究，給出了一種形式簡單、參數(shù)適

(a) 符合正態(tài)分布的樣本 (b) 符合均勻分布的樣本圖 3.3 生成 1000 組隨機變量樣本點由圖 3.3 分析可知：（1）在 1000 組樣本點中，按正態(tài)分布和均勻分布生成的 C50 混凝土彈性模量1x 均處于 20000~50000MPa 之間，Q345 鋼彈性模量2x 均處于 199000~213000MPa 之間，說明按兩種方法生成的樣本具有相同的分布空間；（2）在樣本點數(shù)量相同的情況下，符合均勻分布的樣本點明顯比符合正態(tài)分布的樣本點分散，同時較為均勻地滿布于整個樣本空間中，因此按均勻分布生成樣本點可以用較少的樣本數(shù)量獲得足夠具有代表性的樣本點。3.2.2 樣本指標權(quán)重與判別函數(shù)在加權(quán)平均模擬法中，定義每組樣本的指標權(quán)重為該組樣本內(nèi)各隨機變量概率密度
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本文編號：2838891