本文關(guān)鍵詞：考慮流速空間相關(guān)性的簡支梁橋洪水作用可靠度分析

  更多相關(guān)文章： 簡支梁橋 洪水 中心點(diǎn)法 流速空間相關(guān)性 可靠度

【摘要】：我國西南山區(qū)橋梁易遭受洪水侵襲。在山區(qū)公路橋梁中應(yīng)用廣泛的簡支橋梁水毀嚴(yán)重,目前對洪水作用下橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度研究較少。渠道中沿橋梁跨度方向各點(diǎn)流速具有一定的空間相關(guān)性,現(xiàn)有研究尚未考慮流速這種特性對洪水作用下橋梁可靠度的影響。事實(shí)上,如果忽略流速這種特性,分析結(jié)果與真實(shí)值可能存在較大的誤差,與實(shí)際不符。因此,對洪水作用下的簡支橋梁進(jìn)行可靠度分析,并考慮流速空間相關(guān)性的影響,具有重要的工程價值。本文由水槽試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析明渠流流速空間相關(guān)性,根據(jù)渠道中洪水流速分布特點(diǎn)計算了洪水對橋梁作用力。依據(jù)橋梁水毀資料,提出了簡支橋梁洪水作用下三種典型失效模式并建立相應(yīng)的功能函數(shù)。以一座兩跨混凝土簡支橋梁為例,用中心點(diǎn)法模擬了流速沿橋梁跨度方向的一維隨機(jī)場,研究了流速空間相關(guān)性對洪水作用下橋梁可靠度的影響。本文研究得到的主要結(jié)論如下:(1)流速具有空間相關(guān)性,隨著距離的增大,相關(guān)系數(shù)減小;流速相關(guān)函數(shù)可采用指數(shù)余弦型進(jìn)行擬合。(2)簡支梁橋三種典型失效模式的可靠指標(biāo)均隨洪水流速增大而減小;橋墩支座處可靠指標(biāo)小于橋臺支座處可靠指標(biāo);可靠指標(biāo)隨著相對淹沒深度*h的增大而減小,但減小速率不同:當(dāng)*1?h?2.5,可靠指標(biāo)減小較快;當(dāng)*h?2.5后,各失效模式的可靠指標(biāo)趨于恒定。此時,三種失效模式中,上部結(jié)構(gòu)傾覆破壞可靠指標(biāo)最大,支座滑動破壞可靠指標(biāo)最小,即最易發(fā)生橋墩支座滑動破壞。(3)考慮流速空間相關(guān)性時,可靠指標(biāo)隨流速增大而減小,與不考慮流速空間相關(guān)性時一致;流速空間相關(guān)性對可靠指標(biāo)影響較顯著,不考慮流速空間相關(guān)性時可靠指標(biāo)偏保守;隨著流速相關(guān)距離增大,可靠指標(biāo)減小,但減小幅度越來越小,當(dāng)相對相關(guān)尺度(相關(guān)距離與橋梁跨度之比)大于2/35后,對可靠指標(biāo)的影響趨于恒定。本文主要創(chuàng)新如下:(1)依據(jù)試驗(yàn)水槽數(shù)據(jù)分析了流速沿橋梁跨度方向的空間性關(guān)性,研究了洪水流速相關(guān)函數(shù)的類型。(2)用中心點(diǎn)法模擬了流速沿橋梁跨度方向的一維隨機(jī)場,計算了不同相對淹沒深度、不同流速相關(guān)距離等情形下的可靠指標(biāo),研究了流速空間相關(guān)性對洪水作用下橋梁可靠度的影響。
【關(guān)鍵詞】：簡支梁橋 洪水 中心點(diǎn)法 流速空間相關(guān)性 可靠度
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U442.35;TV122
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-12
• 主要符號表12-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 明渠流流速分布規(guī)律研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 流速空間相關(guān)性研究現(xiàn)狀16
• 1.2.3 洪水作用力研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 洪水作用下橋梁失效模式研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.5 橋梁結(jié)構(gòu)可靠度研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 研究意義和研究內(nèi)容19-21
• 1.3.1 研究意義19
• 1.3.2 研究內(nèi)容19-21
• 2 流速空間相關(guān)性分析21-33
• 2.1 概述21
• 2.2 河道流速空間分布特性21-24
• 2.2.1 流速橫向分布規(guī)律21-22
• 2.2.2 流速豎向分布規(guī)律22-23
• 2.2.3 橋梁迎水面洪水流速23-24
• 2.3 流速空間相關(guān)性分析24-31
• 2.3.1 隨機(jī)場定義24-25
• 2.3.2 隨機(jī)場數(shù)字特征25
• 2.3.3 隨機(jī)場方差折減函數(shù)及性質(zhì)25-26
• 2.3.4 方差折減函數(shù)和相關(guān)函數(shù)的關(guān)系26-27
• 2.3.5 相關(guān)距離27
• 2.3.6 求解相關(guān)距離的方法27-29
• 2.3.7 流速相關(guān)距離計算結(jié)果29-31
• 2.4 中心點(diǎn)法隨機(jī)場離散31-32
• 2.4.1 中心點(diǎn)法31-32
• 2.4.2 基于Cholesky中心點(diǎn)法隨機(jī)場模擬步驟32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 洪水對橋梁作用力分析33-41
• 3.1 概述33
• 3.2 洪水對簡支橋梁作用力分析33-39
• 3.2.1 洪水對簡支橋梁作用力33-36
• 3.2.2 梁橋支座反力的計算36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-41
• 4 簡支橋梁洪水作用下典型失效模式41-51
• 4.1 概述41
• 4.2 可靠度分析的基本原理41-43
• 4.3 橋梁板式橡膠支座簡介43-44
• 4.3.1 橋梁橡膠支座工作機(jī)制43-44
• 4.3.2 橋梁支座存在的問題44
• 4.4 支座滑動破壞44-46
• 4.4.1 支座滑動破壞機(jī)理44-45
• 4.4.2 支座滑動破壞功能函數(shù)45-46
• 4.5 支座剪切破壞46-48
• 4.5.1 支座剪切破壞機(jī)理46
• 4.5.2 支座剪切破壞功能函數(shù)46-48
• 4.6 上部結(jié)構(gòu)傾覆破壞48-50
• 4.6.1 上部結(jié)構(gòu)傾覆破壞概況48-49
• 4.6.2 上部結(jié)構(gòu)傾覆破壞功能函數(shù)49-50
• 4.7 本章小結(jié)50-51
• 5 簡支橋梁受洪水作用可靠度分析51-81
• 5.1 概述51
• 5.2 工程算例模型概況51-52
• 5.3 荷載效應(yīng)和抗力參數(shù)統(tǒng)計52-53
• 5.3.1 荷載效應(yīng)統(tǒng)計參數(shù)52
• 5.3.2 抗力統(tǒng)計參數(shù)52-53
• 5.4 蒙特卡洛法計算橋梁可靠度53-54
• 5.5 不考慮流速空間相關(guān)性的橋梁可靠度分析54-66
• 5.5.1 支座滑動破壞可靠度54-58
• 5.5.2 支座剪切破壞可靠度58-62
• 5.5.3 上部結(jié)構(gòu)傾覆破壞可靠度62-65
• 5.5.4 三種失效模式模式可靠度比較65-66
• 5.6 考慮流速空間相關(guān)性的橋梁可靠度分析66-79
• 5.6.1 相對淹沒深度對橋梁可靠度的影響67-70
• 5.6.2 相關(guān)距離對橋墩支座滑動破壞可靠度的影響70-73
• 5.6.3 相關(guān)距離對橋墩支座剪切破壞可靠度的影響73-75
• 5.6.4 相關(guān)距離對上部結(jié)構(gòu)傾覆破壞可靠度的影響75-78
• 5.6.5 三種失效模式可靠指標(biāo)比較78-79
• 5.7 本章小結(jié)79-81
• 6 結(jié)論和展望81-83
• 6.1 本文主要結(jié)論81
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)81-82
• 6.3 今后研究展望82-83
• 致謝83-85
• 參考文獻(xiàn)85-88

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