在役石拱橋評(píng)估與加固關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、石拱橋是一種古老的橋型，在我國應(yīng)用廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)存石拱橋的數(shù)量就達(dá)四百多萬座。由于自然環(huán)境、超載、設(shè)計(jì)、施工、自然災(zāi)害等因素的影響，導(dǎo)致石拱橋損壞現(xiàn)象極其嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致坍塌。對(duì)在役石拱橋的評(píng)估、維護(hù)、加固、設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)體系和方法進(jìn)行系統(tǒng)的研究有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，全文主要工作內(nèi)容如下:
　　 1.在研究石砌體損傷機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的石砌體損傷模型。應(yīng)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(dǎo)并建

2、立了石砌體的通用本構(gòu)關(guān)系公式。該公式使石砌體整個(gè)壓縮過程中的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用單一表達(dá)式描述，形式簡單，參數(shù)少，且連續(xù)可導(dǎo)，便于實(shí)際應(yīng)用，能較好符合實(shí)測應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
　　 2.基于Ansys建立了大跨石拱橋的空間實(shí)體有限元模型，應(yīng)用本文所建立的石砌體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，對(duì)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(jìn)行了研究。全面分析了石拱橋在各種荷載工況、不同設(shè)計(jì)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(píng)估與加固提供了理論指導(dǎo)。
　　 3.針對(duì)不同場地的典型地震波和基于規(guī)范生成的人工波，對(duì)石拱橋的地震動(dòng)反應(yīng)進(jìn)行了分析，討論了不同拱軸線和矢跨比對(duì)石拱橋抗震性能的影響。基于工程實(shí)例，進(jìn)行了石拱橋的抗震加固方法的分析和對(duì)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(duì)損傷識(shí)別訓(xùn)練樣本龐大，低效的問題，提出了石拱橋的子結(jié)構(gòu)識(shí)別的概念。通過檢測手段和數(shù)學(xué)方法的結(jié)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(luò)PNN的石拱橋子結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，為石拱橋的監(jiān)測和評(píng)估提供了可靠的數(shù)學(xué)方法。
　　 5.基于可靠度理論，引入時(shí)變可靠度理論，針對(duì)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(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力隨時(shí)間變化的情況，建立了石拱橋加固后壽命預(yù)測的方法。對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)決策進(jìn)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(hù)策略判斷方法。根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的不同狀態(tài)安排相應(yīng)的最優(yōu)維護(hù)策略，節(jié)省