基于F-J-M法的桥梁温度与地震作用效应组合研究

目前铁路桥梁设计逐渐由容许应力法向极限状态法转变,而《铁路桥涵设计规范(极限状态法)》(Q/CR 9300—2018)并未提及地震作用与温度等可变作用的联合作用,给高寒高烈度区桥梁结构抗震设计带来了较大困难。为了推进桥梁以更经济的抗力方式抵御外荷载作用,通过目标可靠度指标确定其最优地震设计状况荷载组合分项系数,从而对现行桥梁设计规范抗震设计进行优化。建立了高寒地区某桥温度作用效应概率模型,使用Ferry Borges荷载组合理论探究地震和环境温度作用的效应分布特征,并基于JC法和多灾害荷载系数设计法(MH-LRFD)建立地震、温度作用荷载系数的表达式。依托某桥梁工程实例分别探究了地震、温度以及两者共同作用下的桥梁的失效概率。研究结果表明:环境温度引起的桥梁温度内力响应、主要构件材料特性变异均能显著影响桥梁的失效概率;对于高寒大温差地区,现行规范忽略环境温度效应将显著低估桥梁在地震作用下的失效概率。本文提出的F-J-M(Ferry Borges+JC+MH-LRFD)方法计算地震、温度作用组合系数,可为高寒地区桥梁抗震设计提供必要理论依据。

美国公路桥梁设计规范中关于设计汽车荷载的研究

美国公路桥梁设计规范(AASHTO LRFD)中设计汽车荷载种类多样且复杂,介绍该规范中关于HL-93设计汽车荷载的相关规定,以及荷载影响线的动态规划法分析原理,进而研究变轴距、变车距等形式的HL-93设计汽车荷载在MIDAS Civil通用有限元软件中的快速实现方法。对国外某实桥进行HL-93设计汽车荷载效应分析,并与中国规范做对比分析。结果表明:对该多跨等截面连续梁,随着轴距的增加,主梁支点负弯矩、跨中正弯矩逐渐减小;而随着车距的增加,跨中正弯矩基本不变,支点负弯矩呈现先增大而后逐渐减小的规律。中国公路Ⅰ级与美国HL-93设计汽车荷载效应相比,主梁剪力与跨中正弯矩前者比后者大,支点负弯矩前者比后者小15%左右。

海洋平台桩基础竖向承载力的可靠度分析

应用可靠度理论对渤海某油田平台桩基础的竖向承载能力进行了可靠度分析。首先根据搜集的渤海海域土的钻孔资料及设计资料建立了数据库,然后利用其统计结果,并选取一个平台应用改进的一次二阶矩法进行可靠度计算并进行相关的分析。阐明了各个设计参数的重要程度及其变化对分项系数及可靠度指标的影响规律,并将分折结果与API规范中规定的分项系数进行比较,从而证明其对渤海油田桩基础设计的适用性。

海上升压站平台不同标准对比研究

[目的]风能是近年来飞速发展的可再生能源。海上升压站是连接海上风场和陆上电网的关键设备,起着汇集和送出风场电能及抬升输电电压、降低输电损耗的作用。目前国内海上升压站的设计标准并没有做到系统化,存在多种规范共存的局面,有必要对各种标准进行对比研究。[方法]首先介绍了海洋平台分类、设计荷载分类,进而详细论述了不同国家海洋平台的设计工况与设计方法,最后对抗震相关的合理性进行了较为深入地对比分析。[结果]通过对不同标准的对比分析,目前存在ASD方法和LRFD方法共存的局面,中国海上升压站的设计选择了以LRFD方法为主的路线,随着中国海洋建设的蓬勃发展,也将推动海上升压站相关标准与已有GB的协调一致。[结论]本研究为标准的选择与合理应用提供了重要依据。

扣件式高大模板支架的概率极限状态设计法研究

近年来高大模板支架坍塌事故频发,尽管此类结构的验收标准低、荷载离散性大,但有关概率极限状态设计法的研究还十分不足。以搭设高度在7.6 m^14.0 m较为常见的扣件式高大模板支架为研究对象,给出了极限承载力的非线性简化计算方法,对比足尺整架试验数据,研究计算模式不确定性的统计特性;通过对现场采样数据、已有试验数据和容许误差等的分析,得出了满足规范要求的随机参数的统计特性;通过1000次Monte Carlo模拟得到了10种常用高大模板支架极限承载力的统计特性;基于枚举优化法,找出了与目标可靠指标一致性最佳的荷载效应分项系数和抗力分项系数,并将采用该文所建议方法得到的设计结果与按英国规范、我国现行规范得到的设计结果进行了比较。研究成果可为制定新规范提供理论依据。