懸索橋預應力錨固系統(tǒng)時變可靠度研究.pdf

1、懸索橋的錨固系統(tǒng)是整座橋梁的安全所系，其可靠度水平直接關系橋梁的安全狀態(tài)。國內懸索橋預應力錨固系統(tǒng)應用較為廣泛，傳統(tǒng)上采用灌注水泥砂漿進行防護，近年來又發(fā)明了可更換預應力錨固系統(tǒng)，采用灌注油脂進行防護，是技術上的進步。然而對于這種錨固系統(tǒng)的實際腐蝕狀況以及設計基準期內的可靠性如何，很少見有報道及研究。本文嘗試應用可靠度理論，對預應力錨固系統(tǒng)考慮腐蝕因素的可靠性做了初步研究，主要工作內容如下:
　　通過對影響鋼絞線腐蝕因素的研究，基

2、于已有的實驗研究結果建立了預應力鋼絞線力學時變模型;
　　介紹目前時變可靠度理論研究中常用的幾種方法，分別編制了相應算法的程序，并對各方法的計算結果進行了比較分析，討論了各算法的適用性;
　　對錨固系統(tǒng)的失效模式進行分析，基于預應力鋼絞線的力學性能退化模型建立了錨固系統(tǒng)時變抗力模型，基于資料統(tǒng)計及有限元計算結果建立了荷載效應模型，進而建立錨固系統(tǒng)功能函數(shù)表達式。通過計算了錨固系統(tǒng)的時變可靠度指標評估設計基準期內錨固系統(tǒng)的可靠

3、性。分析了錨固系統(tǒng)的時變風險率，并對功能函數(shù)各隨機變量的參數(shù)敏感性進行了分析。
　　計算主纜索股在腐蝕損傷情況下的可靠度指標，并與其相應的安全系數(shù)進行比較，討論了采用傳統(tǒng)安全系數(shù)法設計的主纜在壽命期內的可靠性。
　　建立基于時變可靠度的錨固系統(tǒng)檢修決策模型，基于后期檢修總費用最小的目標及可靠度指標限值的約束條件對檢修決策進行了優(yōu)化。該優(yōu)化算法利用事件樹模型考慮了所有維修的可能性，考慮檢查的精度以及后期檢修費用的折現(xiàn)。利用該算

4、法對不同條件下的檢修決策優(yōu)化結果進行了討論。
　　研究結果表明，懸索橋的預應力錨固系統(tǒng)可靠性對腐蝕較為敏感，在設計基準期內的可靠度指標退化較快。對隨機變量的參數(shù)敏感性分析表明錨固系統(tǒng)可靠性的降低主要由于預應力筋的腐蝕導致性能退化。對主纜索股的可靠度分析表明，采用傳統(tǒng)安全系數(shù)法設計的主纜具有較高的可靠性，盡管索股的腐蝕損傷會導致可靠度指標降低，但是對于極限承載能力狀態(tài)的可靠度指標而言仍然在大多數(shù)情況下滿足要求。錨固系統(tǒng)檢修決策方案的