在役石拱橋評估與加固關鍵技術研究.pdf

1、石拱橋是一種古老的橋型，在我國應用廣泛，據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)存石拱橋的數(shù)量就達四百多萬座。由于自然環(huán)境、超載、設計、施工、自然災害等因素的影響，導致石拱橋損壞現(xiàn)象極其嚴重，甚至導致坍塌。對在役石拱橋的評估、維護、加固、設計等關鍵技術體系和方法進行系統(tǒng)的研究有很強的現(xiàn)實意義，全文主要工作內(nèi)容如下:
　　 1.在研究石砌體損傷機理的基礎上，提出了相應的石砌體損傷模型。應用二參數(shù)Weibull分布描述損傷變量，引入峰值割線模量參數(shù)，推導并建

2、立了石砌體的通用本構關系公式。該公式使石砌體整個壓縮過程中的應力應變關系采用單一表達式描述，形式簡單，參數(shù)少，且連續(xù)可導，便于實際應用，能較好符合實測應力應變關系。
　　 2.基于Ansys建立了大跨石拱橋的空間實體有限元模型，應用本文所建立的石砌體應力應變關系，對該橋的幾何非線性、雙重非線性及受損傷后的石拱橋的極限承載力進行了研究。全面分析了石拱橋在各種荷載工況、不同設計參數(shù)以及初始幾何缺陷和損傷情況下的極限承載力變化規(guī)律和破

3、壞形態(tài)，為在役石拱橋的評估與加固提供了理論指導。
　　 3.針對不同場地的典型地震波和基于規(guī)范生成的人工波，對石拱橋的地震動反應進行了分析，討論了不同拱軸線和矢跨比對石拱橋抗震性能的影響。基于工程實例，進行了石拱橋的抗震加固方法的分析和對比，提出了提載情況下石拱橋抗震加固的優(yōu)選方法。
　　 4.針對損傷識別訓練樣本龐大，低效的問題，提出了石拱橋的子結構識別的概念。通過檢測手段和數(shù)學方法的結合，引入固有頻率和靜力位移為組合

4、參數(shù)，建立了基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡PNN的石拱橋子結構損傷識別方法，為石拱橋的監(jiān)測和評估提供了可靠的數(shù)學方法。
　　 5.基于可靠度理論，引入時變可靠度理論，針對常見的石拱橋加固方法，提出了加固后的石拱橋組合截面抗力變化的概念，分析了荷載效應和結構抗力隨時間變化的情況，建立了石拱橋加固后壽命預測的方法。對橋梁養(yǎng)護決策進行了分析，提出了基于馬爾科夫過程的石拱橋加固后最優(yōu)維護策略判斷方法。根據(jù)結構所處的不同狀態(tài)安排相應的最優(yōu)維護策略，節(jié)省