PC梁全壽命可靠度隨機(jī)過程演化研究.pdf

1、目前各國都在進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)可靠性的方法研究并逐步納入規(guī)范，但現(xiàn)今通行的極限狀態(tài)法仍然只是半經(jīng)驗(yàn)半概率的方式，直接取用各變量的分項(xiàng)系數(shù)來考慮不確定性。顯然真正有精確度的方法應(yīng)是在求解結(jié)構(gòu)的失效概率時(shí)采用多重積分的方法，但大多數(shù)基本變量很難確定其實(shí)際的概率分布和隨機(jī)過程，因此求解起來非常困難，精度和可行性都不高，從而導(dǎo)致了設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營過程中對(duì)結(jié)構(gòu)的可靠度評(píng)估不足，影響對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)性能的正確判定。
　　當(dāng)前可靠度研究方法的共同特色都是通

2、過結(jié)構(gòu)反應(yīng)量的數(shù)值特征來反映隨機(jī)結(jié)構(gòu)的概率特征，因此需要全面反映結(jié)構(gòu)反應(yīng)量的概率信息，而現(xiàn)行隨機(jī)結(jié)構(gòu)分析方法在這一塊遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求。首先，目前還沒有大量有效的實(shí)橋抗力統(tǒng)計(jì)資料作為分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；另一方面，必須結(jié)合有效的計(jì)算方法處理各變量的隨機(jī)過程，利用己有的結(jié)構(gòu)分析程序建立相應(yīng)的隨機(jī)過程計(jì)算模型和可靠度快速評(píng)估軟件，目前還沒有將現(xiàn)有有限元軟件和計(jì)算機(jī)程序相結(jié)合去實(shí)現(xiàn)；再者，對(duì)于運(yùn)營期的時(shí)變可靠度，在沒有全面有效的實(shí)橋運(yùn)營期荷載的前提

3、下，很少有人基于模型試驗(yàn)來完成。
　　本文基于結(jié)構(gòu)可靠度理論，依托江西省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目“混凝土結(jié)構(gòu)全壽命可靠度隨機(jī)過程演化研究”（2012C0013），通過大量調(diào)研、模型試驗(yàn)與數(shù)值仿真，研究在役預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁可靠度分析中各影響因素的評(píng)判模型；設(shè)計(jì)模型試驗(yàn)來對(duì)結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行修正和驗(yàn)證；然后用概率模型來建立各失效模式的功能函數(shù)，對(duì)功能函數(shù)里的各參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，從而為以后的設(shè)計(jì)和施工提供指導(dǎo)意見。
　　取得的主要成果

4、有：
　　（1）通過大量調(diào)研獲得大量的實(shí)橋的幾何參數(shù)和材料性能數(shù)據(jù)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法統(tǒng)計(jì)得到了各參數(shù)的分布類型和統(tǒng)計(jì)參數(shù)；
　?。?）建立了預(yù)應(yīng)力混凝土T梁三維實(shí)體仿真有限元結(jié)構(gòu)分析模型，并通過模型試驗(yàn)對(duì)有限元模型進(jìn)行了驗(yàn)證和修正。通過有限元模型確定各控制截面的失效模式，進(jìn)而確定了抗彎承載力可靠度分析的功能函數(shù)；
　?。?）基于可靠度基本理論和計(jì)算方法開發(fā)了預(yù)應(yīng)力混凝土T梁全壽命可靠度評(píng)估軟件VCansys；

5、　?。?）基于VCansys做了實(shí)橋設(shè)計(jì)階段的可靠度分析，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，得出各參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)可靠度影響程度的大小，其中可靠度對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線面積和預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度最為敏感；
　?。?）基于模型試驗(yàn)進(jìn)行運(yùn)營階段結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算模型研究與求解，分別獲得了考慮抗力損失和不考慮抗力損失情況下橋梁運(yùn)營階段的“時(shí)間-可靠度指標(biāo)”關(guān)系曲線，分析得到了基準(zhǔn)期內(nèi) T梁時(shí)變可靠度衰減規(guī)律；計(jì)算了時(shí)變模型中各變量衰減時(shí)的時(shí)變可靠度指標(biāo)，得