公路钢筋混凝土梁基于抗力劣化的可靠性分析

为了研究公路钢筋混凝土梁抗力劣化对构件可靠性的影响,采用了一个时变荷载模型和一个多参数抗力劣化模型,研究了公路钢筋混凝土梁抗弯强度可靠性在服役期内的变化趋势,并基于一实例分析了各影响参数对可靠性的敏感性。结果表明:抗力劣化使构件可靠性下降,受拉区钢筋和车辆荷载对可靠性分析的敏感性最大。

基于抗力劣化的公路钢筋混凝土梁可靠性分析

引言 无论哪里．公路都是一种十分重要的交通方式．公路的质量以及公路的完善程度都能影响很多国家和地区的人们的生活质量，公路的完善和健全是衡量一个国家和地区人们生活水平的标准之一，公路完善安全促进社会的进步。在我国当前的公路现状来看．很多公路受到了混凝土碱．公路使用材料质量降低。钢筋腐蚀生锈等因素的影响而是公路质量发生改变，由此引起的不断的对公路施工改造和修复．因此公路施工的过程工作量不断加大，使工作任务不断的增多，

公路钢筋混凝土梁基于抗力劣化的可靠性分析

公路设计中,钢筋混凝土的选择尤为重要,需要对其抗力劣化性和所产生的影响进行分析,以及对它的可靠性进行合理判断。通过各种测试得出结论,车辆荷载和受拉区钢筋会对抗力劣化产生非常大的影响。

考虑抗力非平稳劣化和荷载相关性的桥梁可靠性分析

桥梁结构在服役期间受到环境侵蚀和均值增大的相关荷载作用,承载力降低,安全状况不容乐观。为了准确评估服役桥梁在剩余使用寿命内的安全性能,需要考虑结构抗力劣化的非平稳特性以及荷载的时间相关性。该文基于时变可靠度理论,采用Gamma分布描述结构抗力的非平稳劣化过程,并用二维联合分布函数表示相邻荷载的相关性,基于贝叶斯原理,提出了计算公式,并采用蒙特卡洛模拟(MCS)对计算结果进行了验证。对四川省某钢筋混凝土简支梁桥的时变可靠度分析结果表明:在单次条件概率分子的二重积分结果大于0.7时,公式计算结果与MCS结果接近,证明了其正确性;Gamma劣化过程的尺度参数越大,荷载的时间相关性越弱,结构失效概率越大;当作用于结构的车辆荷载年均增长率超过2%时,桥梁在30年内失效的概率较大,需要对结构进行定期监测、养护和维修。

制作误差对纵肋与横隔板焊接细节疲劳抗力的劣化效应

纵肋与横隔板焊接细节是正交异性钢桥面板中的典型疲劳易损细节。受到制作焊接技术等因素的制约,该处构造细节的制作误差难以完全规避。为探究其对关注细节疲劳抗力的劣化效应,针对模型试验中产生的制作误差,基于线弹性断裂力学的扩展有限元方法(XFEM),建立含裂纹有限元模型。通过对构造细节的第一主应力场以及断裂力学计算结果的分析对比,得到制作误差对纵肋与横隔板焊接细节疲劳抗力的劣化效应。研究结果表明:试验模型中产生了横隔板犄角切割垂直度误差(Ⅰ区)与横隔板开孔切割断面凹陷误差(Ⅱ区),其中I区制作误差的产生难以改变疲劳裂纹开裂模式;Ⅱ区制作误差削弱了横隔板开孔犄角处的纵向刚度,减轻了横隔板对围焊下方的约束;Ⅱ区制作误差一旦产生,横隔板弧形开孔处Ⅰ—Ⅲ型应力强度因子幅值均会迅速增大,随着制作误差的增加,Ⅰ—Ⅲ型应力强度因子幅值増势减缓。相对于无制作误差工况,Ⅱ区初始制作误差工况关注细节疲劳寿命减少了21. 4%,试验制作误差工况关注细节疲劳寿命减少了28. 5%。

非平稳车载及抗力劣化进程下混凝土桥梁时变可靠性评估

为实现同时考虑车载过程及抗力劣化进程非平稳性的在役混凝土桥梁构件时变可靠性评估,首先,联合时域内的动态广义极值分布模型及蒙特卡洛模拟实现对连续非平稳车载过程的极值建模,介绍基于Gamma过程的在役混凝土桥梁构件抗力非平稳劣化模型的建立及更新;其次,综合考虑边际救生成本准则、个体风险准则及社会风险准则对运营阶段目标可靠度指标取值进行讨论,为时变可靠性评估提供基准安全边界;最后,在基于风险函数的时变可靠性分析方法框架之下建立同时考虑车载及抗力非平稳性的时变可靠性分析方法,其中借助高斯数值积分及泰勒级数展开解决时变可靠性的求解问题,并采用一个实桥分析案例对上述分析流程的应用进行说明。研究结果表明:当荷载参数截口分布呈现多峰形态时,可采用广义极值分布函数族中的极值Ⅰ型分布对其年最大分布进行描述;交通量的持续增长将导致变量年最大分布位置参数的不断提升及尺度参数的不断下降;综合考虑3种可靠度指标分析准则,建议在役混凝土桥梁构件运营阶段年目标可靠度指标取为3.98,具体评估工作中不能忽略基准期对目标可靠度指标的影响;通过时变可靠性评估工作的开展,可获取构件在未来较长服役期内可靠度指标的变化情况、服役状态达到临界安全水平所对应的时间节点以及构件可靠性冗余度的时变情况;该类结果的获取可为在役桥梁全寿命维养策略制定等工作提供直接参考。

在役混凝土桥梁非平稳抗力劣化模型建立与更新

为建立在役混凝土桥梁结构构件非平稳随机抗力劣化模型,并通过后验更新解决劣化模型与实际结构劣化特征的匹配问题,首先,联系在役混凝土桥梁结构实际劣化特征,基于Gamma随机过程推导并建立了初始抗力劣化模型,对初始模型所存在的问题进行探讨;其次,以初始模型吸收融合结构近期实际劣化状态为原则,以结构特定时刻劣化状态的确定为基础,构建了初始抗力劣化模型的后验更新流程;再次,联合非确定性层次分析法(NAHP)与实数遗传算法(RGA)建立了基于定期外观检测数据的特定时刻抗力劣化系数评定方法,为确保该评定方法为初始抗力劣化模型更新提供准确可靠的劣化数据,采用室内模型梁加载试验对所建立评定方法的准确性、适用性进行验证;最后,以一座在役25年的混凝土桥梁为例,基于所建立的分析方法框架,阐述了其一片内梁抗弯承载力劣化模型的建立与后验更新过程。结果发现:基于特定时刻抗力劣化系数评定方法所得到的劣化系数分析结果与试验值的误差介于2.83%~6.24%之间,由该方法所得到的特定时刻抗力劣化系数可应用于初始劣化模型的后验与更新,经过初始劣化模型的后验与更新,所得到的后验模型由于吸收了结构近期的实际劣化状态,在抗力劣化进程描述方面较初始模型具有更高的准确性和更好的匹配性。

荷载重分布对退化钢筋混凝土桥可靠性的影响

为了能依据体系可靠度的概念对桥梁进行优化设计 ,找到体系可靠度与失效构件数目及失效顺序的关系 ,笔者以某钢筋混凝土简支梁桥为例 ,将 5片T梁看作一个主梁体系 ,针对几种不同的主梁体系失效模式 ,采用“修正刚性横梁法”计算了当主梁体系中有一片或两片梁失效后剩余各主梁的荷载横向分布系数 ,讨论了荷载重分布对单片主梁和主梁体系可靠性的影响。结果表明 :失效梁离剩余梁越近 ,失效梁越多 ,剩余梁可靠性越低 ,而随着荷载重分布程度的加深 ,体系可靠度有所增加。

在役公路钢筋混凝土梁剩余寿命估算方法研究

针对在役公路钢筋混凝土梁的特点 ,首先根据评估目标基准期的不同建立一个时变荷载效应模型 ,然后预测一个多参数抗力劣化模型 ,并给出根据实测值对抗力模型进行修正的方法。在此基础上 ,对在役钢筋混凝土梁的可靠性在后续使用期内的变化进行分析 ,并根据可接受的目标可靠度进行剩余寿命估算 ,最后给出实例结果。

在役公路钢筋混凝土梁的可靠性分析及剩余寿命估算

针对在役公路钢筋混凝土梁的特点 ,首先预测了一个考虑钢筋锈蚀、钢筋屈服拉力、混凝土抗压强度和粘结力等多个影响因素的多参数抗力劣化模型 ,并给出了根据实测值对模型进行修正的方法 ,然后采用了一个时变荷载模型 ,对在役钢筋混凝土梁的可靠性在后续使用期内的变化进行了分析 ,并根据可接受的目标可靠度进行剩余寿命估算 ,最后给出实例结果。

既有双筋矩形截面受弯构件时变可靠性分析

在同时考虑混凝土损伤和钢筋损伤及材料强度随时间劣化的情况下,结合规范中的设计计算公式,研究既有双筋矩形截面受弯构件抗力时变计算模型,并给出其时变抗力计算简化公式和时变可靠度指标。结合工程实例进行了计算分析,计算结果验证了本方法与现行可靠性鉴定标准的结果相吻合。

钢筋混凝土简支梁桥体系可靠性分析

桥梁的体系可靠度与基本构件的可靠度是不同的,二者之间的差异随桥梁跨径、主梁间距和主梁数量而变化。而且,作为整个体系,失效模式有很多,若体系中部分构件失效,剩余梁则会发生荷载重分布,而荷载重分布对公路钢筋混凝土梁的可靠性分析有较大影响。