现役钢筋混凝土桥梁时变可靠度分析

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随着使用时间的增长,如何合理地评估现役钢筋混凝土桥梁在后续使用期内的安全性及所能使用的年限是一个值得工程界关注的问题.该文针对现役结构与拟建结构的不同之处,确定了一个评估目标基准期,并对不同评估目标基准期内的荷载效应进行了分析,考虑设计基准期内的荷载效应情况,提出了利用一个评估目标基准期内与设计基准期内荷载效应的等权组合来进行现役桥梁结构荷载分析的方法.考虑了材料强度随时间增长而衰减的变化规律,从结构生命全过程的角度上对混凝土强度衰减模型进行了修正,并根据实测数据与预测模型数据的差异,对模型做了进一步的修正;考虑了在混凝土保护层锈胀开裂前后,钢筋锈蚀速度的不同,初步确定了不同情况下钢筋锈蚀深度的计算方法,在此基础上,考虑误差的传递,给出了构件抗力的一般表达式.基于现役桥梁荷载效应的特点与构件的抗力衰减规律,采用一次二阶理论,对一种现役的简支桥梁进行不同评估目标基准期内极限承载力的可靠度评估.考虑影响因素的变化对桥梁可靠指标变化的影响,提出了影响系数矩阵的概念,建立了计算该矩阵的相关方法,引入矩阵范数对影响可靠指标的3个主要因素:混凝土强度、钢筋强度的变化以及车辆的不同运行状态进行了半定量的分析.最后,利用计算得到的动态可靠指标,采用条件概率的概念,对该桥进行了后续服役期内的剩余寿命估计.该文在综合分析结构荷载、抗力时变规律的基础上,为现役简支桥梁提供了一种有效的安全性评估方法,并建立了一种对影响结构可靠指标主要因素进行分析的方法.
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