基于區(qū)間法的橋梁結構安全性評估.pdf

1、橋梁結構的設計準則是“安全、適用、經濟、美觀”,而橋梁結構的安全性則是另外三個準則的前提和基礎。因此在橋梁結構整個生命周期中,如何確保橋梁結構的安全是國內外橋梁工程師所最為關注的課題。國外如美國、日本等在第二次世界大戰(zhàn)后建設的大量橋梁結構橋齡多在60年左右,由于結構的老化、荷載變化以及自然因素等作用,這些橋梁不可避免地要進行安全性評估,以確保橋梁結構的安全。國內在二十世紀五十年代后建設的許多橋梁橋齡大多已經在60年左右,由于結構老化、荷

2、載等級偏低以及自然因素等作用,需要進行安全性評估。而在八十年代以后建設的橋梁橋齡也達到20～30年左右,這期間建設的橋梁雖然設計荷載等級較高,基本能滿足現在荷載要求,但施工質量問題是這部分橋梁安全問題的主要因素,也急需進行合理、有效的安全性評估。因此,如何建立合理、有效的橋梁結構安全性評估方法已經成為橋梁結構工程領域研究的熱點問題。
　　 橋梁結構安全性評估不可避免地要處理結構參數、荷載參數等的不確定性。如何考慮這些參數的不確定

3、性對橋梁結構安全性的影響,是橋梁結構安全性評估的關鍵問題所在。本文在綜合已有大量研究文獻的基礎上,利用區(qū)間分解、EBE單元離散技術、罰函數法、延遲坐標轉換以及符號操作等,推導了基于區(qū)間法的有限元結構剛度矩陣的集成及區(qū)間結構方程的求解,并采用面向對象程序設計語言VC++開發(fā)了相應的結構安全性評估軟件,通過算例驗證了本文程序的正確性與有效性,在此基礎上對一座多跨預應力簡支梁橋進行了考慮參數不確定性的安全型評估。論文主要內容如下:
　　

4、 第一章簡要介紹國內外橋梁結構的安全性現狀,并對現行的用于橋梁結構的評估方法進行分類,簡述各方法的評估原理及優(yōu)劣。
　　 第二章闡述區(qū)間數學運算法則和區(qū)間數學與有限元的結合原理,重點推導了區(qū)間有限元的結構剛度矩陣的集成以及區(qū)間方程組的求解。
　　 第三章簡要介紹面向對象編程的思想,詳細闡述區(qū)間有限元各基礎類的定義和實現方法,開發(fā)了基于區(qū)間有限元的結構分析程序。
　　 第四章對本文所開發(fā)的基于區(qū)間有限元的結構分析