加固双曲拱桥时变可靠度研究.pdf

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1、建材世界2013年第34卷第3期加固双曲拱桥时变可靠度研究王楠，刘洋(中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，武汉430070)摘要：根据时变可靠性理论，分析了既有双曲拱桥增大截面加固后的可靠度随时间变化规律。通过有限元软件对结构进行模拟，得到相应的统计参数，用一次二阶矩法计算结构的时变可靠度指标，以判断结构的工作状态，结合工程实例进行了桥梁加固后可靠度计算。关键词：在役双曲拱桥；增大截面法；加固；时变可靠度Stren寸henedDouble-cur、，atureBridgeB鹪ed帆Tim伊depend肌tReliabmtyWANGNan，LIU阮ng(CC

2、CCWuhanHarbourEngineeriIlgDesignandResearchCo，Ltd，Wuhan430070，C托m)Abstn嵋t：Thereliabilityofe妇stingdouble-cumturebri(19estrengthenedwithaugmentsectionmethodisputfo卜、阳rdbasedontime．dependentreliabilitytheory．TheconcemedstatisticaIparameteristakenbyusingmefiTliteeIementsoftwar己First_o

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4、多个预制构件拼装组成，施工方便，外形美观，经常作为公路桥梁遍布各地。但在后期的运营过程中，大多数双曲拱桥出现构件结合面开裂的现象，目前已很少使用。对出现病害的双曲拱桥通过修复加固措施来提高承载力，可以有效的减少经济投入，符合社会发展的需要。依据可靠度的原理，对加固后的双曲拱桥进行研究，既可以检验加固效果，又可以分析出运营后期桥梁使用情况。我国的可靠度研究起步较晚，但发展速度很快，取得了不少结论性的研究成果。文献[1]研究了多种腐蚀因素(混凝土碳化引起的钢筋腐蚀、氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀及硫酸盐和硫酸溶液引起的混凝土腐蚀等)作用下混凝土构件的可靠度分析方法。

5、文献[2]改进了方向抽样法，使Monte-Cole法的计算精度更高。文献[3]运用可靠度理论，分析了既有结构的剩余寿命，对结构后期的运营有较强的指导意义，为交通运输管理部门作出正确决定提供参考。文献[4]将模糊数学的方法引入可靠度中，分析了CFI强加固后的混凝土梁的可靠度指标，该研究提高了可靠度计算的精度，对实际工程具有指导意义。该文根据实测的混凝土强度值，利用时变可靠度理论，综合考虑抗力衰退、荷载随机变化等因素，分析了采用增大截面法加固的双曲拱桥的可靠度及剩余使用寿命。1时变可靠度分析1．1时变可靠度的基本理论桥梁结构的时变可靠度定义[5]：在规定的继续

6、使用期内，在正常使用、正常维护条件下，考虑环境和结构抗力衰减等因素的影响，在任意时刻完成预定功能的概率，即只(≠)∈[￡。，t]，可用公式(1)表示。P(￡)一P{Z(￡)≥o}；￡∈[￡。，t](1)收稿日期：2013一04—17．作者简介：王楠(1987一)，硕士生．E．mail：279869997@qq．com66建材世界2013年第34卷第3期其中Z(￡)一R(￡)一S(￡)(2)式中，￡，为桥梁结构服役分析时刻；t为设计基准期；Z(￡)为考虑桥梁结构￡。时刻的功能函数；R(￡)为考虑￡。时刻桥梁结构；S(￡)为考虑￡。时桥梁结构荷载效应。1．2加

7、固后结构的时变可靠度计算随着时间的推移，结构的使用性能不断发生着变化，构件会出现老化和损伤现象。因此，结构的抗力计算，要综合考虑多种因素的作用，其中，主要有荷载效应因素、使用环境因素和材料因素。其抗力衰减表达式为R(z)=K水[厂d(z)，口i(￡)](3)式中，K，为描述计算模式不确定性的随机变量；R(·)为由材料参数和几何参数计算得到的抗力随机过程。对于加固后的结构，可以按照一般既有结构时变可靠度分析方法得到。文献[6—7]通过调查分析得出混凝土强度和钢筋随时间变化的规律。根据研究需要，文中采用文献[10]将结构抗力的随机过程表示为Rct，一Ro庐cz

8、，一{R。。1一。．惫。。一2。，，三姜：姜翟c4，式中，R。为结