徐變對大跨度鋼管混凝土拱橋靜力及動力可靠性的影響研究.pdf

1、近年來我國鋼管混凝土拱橋建設(shè)長足發(fā)展。目前其綜合時效問題非常突出，長期性能已開始成為影響該種橋型發(fā)展的重要因素?；炷列熳冃?yīng)對鋼管混凝土拱橋的依時行為影響顯著，是鋼管混凝土拱橋基礎(chǔ)理論研究中特別需要深入關(guān)注的問題。進(jìn)一步開展鋼管混凝土拱橋徐變靜動力效應(yīng)的理論研究工作，從廣度上而言，意味著需從靜力范疇拓展到動力范疇去認(rèn)識徐變對結(jié)構(gòu)的影響，推動徐變相關(guān)的靜、動力交叉問題研究;從深度上而言，意味著需從確定性問題領(lǐng)域過渡到隨機(jī)問題領(lǐng)域，從概率

2、角度出發(fā)，研究徐變對結(jié)構(gòu)可靠度的影響。基于以上兩方面的考慮，取二者交點為主題，本文重點研究了徐變對鋼管混凝土拱橋靜力可靠性、隨機(jī)振動響應(yīng)以及動力可靠性的影響。
　　本文從分析混凝土的變形性能和徐變機(jī)理入手，基于現(xiàn)有的徐變試驗數(shù)據(jù)并以混凝土徐變微觀本構(gòu)模型為工具，首先在材料層次研究了混凝土徐變的基本性質(zhì)，提出了含不同摻和材料的混凝土的徐變數(shù)學(xué)模型。在材料模型的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值方法分析了鋼管高強(qiáng)混凝土、鋼管粉煤灰混凝土軸心受壓構(gòu)件的徐

3、變行為，并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比驗證，為后面延續(xù)到結(jié)構(gòu)層次的徐變研究打下基礎(chǔ)。
　　在徐變對結(jié)構(gòu)的靜力行為影響方面，本文引入來自于混凝土徐變模型、材料以及結(jié)構(gòu)幾何三方面的不確定性因素，利用基于拉丁超立方體抽樣方法的MonteCarlo法對考慮輸入變量隨機(jī)性的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了徐變效應(yīng)的概率分析，同時給出了徐變對結(jié)構(gòu)時變可靠度影響的評價方法，以及結(jié)構(gòu)徐變效應(yīng)的敏感性分析方法。
　　在徐變對結(jié)構(gòu)的動力行為影響方面，本文系統(tǒng)地分析了靜動力行為

4、、持續(xù)荷載與瞬時荷載、長期效應(yīng)與瞬時響應(yīng)之間的聯(lián)系，闡釋了徐變對結(jié)構(gòu)動力行為影響的機(jī)制，以長期持續(xù)荷載作用后混凝土力學(xué)性能試驗為基礎(chǔ)，提出了混凝土徐變后效的預(yù)測模型。以此為基礎(chǔ)，本文首先分析了徐變對鋼管混凝土拱橋動力特性以及不同激勵作用下確定性動力響應(yīng)的影響，然后采用結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動分析的虛擬激勵方法，以鋼管混凝土拱橋在一致、非一致地震激勵作用下的隨機(jī)振動分析結(jié)果為依據(jù)，在均方響應(yīng)的意義上揭示了徐變對其隨機(jī)地震響應(yīng)的影響規(guī)律，對徐變與結(jié)構(gòu)動