钢—混凝土组合梁桥时变可靠度的研究

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1、Time-VariationReliabilityResearchofSteel-ConcreteCompositeBeamBridgesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MaBenSupervisor：Prof.SongYifan.Chang’anUniversity,Xi’an,China2摘要由于材料老化及超载等因素，使得既有钢—混凝土组合梁桥在服役过程中结构性能不断退化，可靠性降低。既有钢—混凝土组合梁桥服役期的可靠性属

2、于时变可靠性范畴，研究钢—混凝土组合梁的时变可靠度具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在已有的结构抗力统计分析方法基础上，建立了钢—混凝土组合桥梁的时变抗力模型，利用MATLAB平台分别编写了基于蒙特卡罗法的计算剪力键可靠度程序MPFS和基于JC法的计算剪力键可靠度程序JCPFS，研究了不同直径和个数剪力键、不同混凝土和栓钉强度等级在不同活恒载效应比下对剪力键可靠性的影响，并从可靠度方面来比较不同剪力键承载力计算公式特点。基于AASHTO疲劳设计规范法，通过引入疲劳抗力衰减函数，建立了钢—混凝土

3、组合梁桥栓钉剪力键的疲劳时变可靠度分析模型。通过时变可靠度理论及本文建立的时变抗力模型，对一座钢—混凝土组合简支梁桥进行了承载能力体系时变可靠度和疲劳时变可靠度分析。分析发现，钢梁强度衰减是影响钢—混凝土组合结构时变可靠度的重要因素；混凝土时变强度的变异性对钢—混凝土组合梁的承载能力可靠指标影响较大，可靠指标随变异系数的增大而减小；钢梁时变强度的变异性对钢—混凝土组合梁的承载能力可靠指标基本无影响；恒载和活载变异系数对组合梁承载能力时变可靠度的影响随着时间的推移越来越小；等效应力变异系数越小，疲劳

4、可靠指标衰减的越剧烈。关键词：钢—混凝土组合梁桥、时变可靠度、体系可靠度、栓钉剪力键IAbstractThestructuralperformanceofexistingsteel-concretecompositebeambridgesgraduallydeterioratesduringactivetimeduetomaterialaging,overloadorotherfactors,andstructuralreliabilitydecreases.Thereliabilityofexi

5、stingsteel-concretecompositebridgeistime-variant.Time-variationreliabilityresearchofsteel-concretecompositebeambridgeshasimportanttheoreticalsignificanceandengineeringapplicationvalue.Thispaperreferencedthestatisticalanalysismethodofexistingstructural

6、resistance,builtthetime-variationresistancemodelofsteel-concretecompositebridges.UsingMATLABtocompilereliabilitycalculationprogramMPFSbasedonMontecarlomethodandJCPFSbasedonJCmethod.Researchingtheinfluenceofshearconnectors’reliabilityofdifferentdiamete

7、randnumberofshearconnectors,concreteandshearconnectorsstrengthlevelunderdifferentratioofliveloadanddeadload.Andcomparedcharacteristicofdifferentshearconnectors’bearingcapacitycalculationformulasbasedonreliability.Toconsidertime-variationfatiguestrengt

8、hofconcrete,shearconnectorsandsteel,buildingfatiguetime-variationreliabilityanalysismodelofsteel-concretecompositebridgesbasedonAASHTOfatiguedesignstandardmethod.Forasteel-concretecompositebeambridgedocapacitytime-variationreliabilityofsystema