在役混凝土桥梁结构的动态可靠性评估分析

介绍了钢筋混凝土桥梁构件的动态可靠性评估方法,初步分析了荷载效应概率模型、结构抗力概率模型以及抗力的影响因素,提出动态可靠性理论也可以作为可靠性的预测方法,可以使人们获得任意时点的可靠度,从而应用于桥梁结构的可靠性评估.     

钢筋混凝土桥梁构件的动态可靠性评估

介绍了钢筋混凝土桥梁构件的动态可靠性评估方法,提出了荷载效应概率模型、结构抗力概率模型以及抗力的影响因素。     

在役梁桥弯曲抗力概率模型的确定方法

抗力的计算模式不确定性对在役桥梁的可靠度评估影响显著.按照从本构到结构的分析思路,采用纤维模型进行材料非线性分析以反映梁桥的弯曲承载力;基于检测数据的概率统计结果,采用Monte-Carlo抽样技术模拟梁桥的随机特性,建立了基于纤维模型的实测弯曲抗力统计技术,编制了随机弯曲抗力分析系统(FMRA),能够充分反映既有梁桥弯曲抗力的自身随机特性,可以准确确定评估目标结构自身的计算模式不定性.     

我国20 m预应力T梁桥承载能力可靠度分析

为了准确掌握我国20 m预应力T梁桥承载能力可靠度,基于我国公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG 3362—2018),利用大型结构有限元分析软件Midas-civil建立了公路-Ⅰ级设计荷载作用下20 m预应力T梁全桥三维有限元模型,分析了最不利工况下桥梁的内力,并基于承载能力极限状态可靠度方法,计算了该类桥梁的承载能力可靠度,与美国和欧洲的可靠度计算值进行了比较。结果表明:我国20 m预应力T梁桥恒载最大弯矩为1516.7 kN·m,活载产生的最大弯矩为1386.4 kN·m,我国的活载效应值和美国基本一致,欧洲的活载效应较大;活荷载效应值对桥梁结构可靠度计算结果影响较大,我国20 m预应力T梁桥可靠度指标β为5.478,大于我国规范值约17%,高于美国的4.43,但低于欧洲的7.25。     

某梁桥正截面加固简介及计算方法探讨

介绍使用CFRP对某装配式钢筋混凝土简支T梁桥进行正截面抗弯加固.指出目前计算CFRP用量的方法所存在的问题,提出改进的计算方法,并通过验算说明该方法适用于恒载较小而活载较大的钢筋混凝土桥梁加固计算.     

某梁桥正截面加固简介及计算方法探讨

介绍使用CFRP对某装配式钢筋混凝土简支T梁桥进行正截面抗弯加固.指出目前计算CFRP用量的方法所存在的问题,提出改进的计算方法,并通过验算说明该方法适用于恒载较小而活载较大的钢筋混凝土桥梁加固计算.     

考虑抗力修正系数和静载试验效率的#br# RC简支梁桥限载取值

为确定静载试验验证后钢筋混凝土简支梁桥的限载取值,提出一种考虑抗力修正系数和静载试验效率的钢筋混凝土简支梁桥限载分析方法。首先,以桥梁设计活恒载比值为基本参数,建立抗力下限值与验证荷载间的关系式,并构造考虑抗力左截尾数分布特征的限载分析模型。进而,根据钢筋混凝土梁抗弯承载能力设计表达式,计算与不同抗力修正系数和静载试验效率对应的结构安全等级一级桥梁限载系数。最后,通过分析现行规范桥梁汽车荷载效应与典型车辆荷载效应比值,提出典型五轴车辆的限载建议值。结果表明：抗力修正系数和荷载效率对桥梁限载取值有较为明显的影响;在相同设计活恒载比值下,抗力修正系数和静载试验效率越大,试验验证后桥梁容许的典型车辆总重限值也就越高;研究成果可为静载试验后桥梁的限载取值提供依据。     

考虑抗力修正系数和静载试验效率的RC简支梁桥限载取值

为确定静载试验验证后钢筋混凝土简支梁桥的限载取值,提出一种考虑抗力修正系数和静载试验效率的钢筋混凝土简支梁桥限载分析方法。首先,以桥梁设计活恒载比值为基本参数,建立抗力下限值与验证荷载间的关系式,并构造考虑抗力左截尾数分布特征的限载分析模型。进而,根据钢筋混凝土梁抗弯承载能力设计表达式,计算与不同抗力修正系数和静载试验效率对应的结构安全等级一级桥梁限载系数。最后,通过分析现行规范桥梁汽车荷载效应与典型车辆荷载效应比值,提出典型五轴车辆的限载建议值。结果表明:抗力修正系数和荷载效率对桥梁限载取值有较为明显的影响;在相同设计活恒载比值下,抗力修正系数和静载试验效率越大,试验验证后桥梁容许的典型车辆总重限值也就越高;研究成果可为静载试验后桥梁的限载取值提供依据。     

基于重要抽样法的梁的时变可靠性研究

基于已有的混凝土结构耐久性的研究成果及一般大气环境指标下的结构抗力、荷载及荷载效应的特征和概率模型,提出了计算随时间变化的结构可靠度的简化方法,应用该法对一钢筋混凝土梁的时变性进行了可靠性分析。研究表明:随着结构抗力的衰减,结构的可靠性大为降低,钢筋混凝土梁在50年内的可靠性几乎降低了一倍。因此,无论是在役结构的可靠性分析还是拟建结构的可靠性设计都必须考虑时变性。     

公路桥梁限载取值的可靠性分析模型研究

根据中、小跨度钢筋混凝土简支梁桥承载能力极限状态方程,提出一种基于结构可靠性理论的典型车辆限载取值分析方法。首先以受弯构件抗力和恒载效应为相互独立的随机变量,以汽车荷载标准值效应限值为常量,建立汽车荷载限载系数反演分析模型;通过给定结构容许失效概率与设计采用的活恒载比值,反算理想抗力桥梁与按原规范设计桥梁的汽车荷载限载系数。为简化分析,以原桥梁设计规范车队荷载中的三轴载重汽车与五轴载重汽车为典型限载车辆模型,通过引入设计汽车荷载标准值效应与典型车辆荷载总重呈近似线性关系的假定,应用汽车荷载限载系数计算典型车辆荷载限值。最后,以3根在役钢筋混凝土空心板梁现场静载试验验证所提限载分析模型的正确性。     

60年基准期钢结构构件可靠度分析

在现有规范分项系数设计表达式的基础上,首先依据可靠度理论校核规范实际隐含的可靠指标,并以此为依据确定目标可靠指标;其次通过引入荷载等超概率原则,分别计算出60年基准期下几种可变荷载的统计参数;最终在假定恒载、抗力分项系数不变的前提下,通过调整可变荷载分项系数、组合值系数来达到预定的目标可靠指标。修正后的60年设计基准期下的分项系数设计表达式在形式上与现有规范相协调,方便工程应用。     

Proof load testing for bridge assessment and upgrading

Bridge deterioration with time and ever increasing traffic loads raise concerns about reliability of aging bridges. One of the ways to check reliability of aging bridges is proof load testing. A successful proof load test demonstrates immediately that the resistance of a bridge is greater than the proof load. This reduces uncertainty in the bridge resistance and so increases the bridge reliability. The paper considers a reliability-based calibration of intensities of proof loads for aging bridges to verify either an existing or increased load rating taking into account possible bridge deterioration. Intensities of proof loads are calibrated based on a consistent target reliability index. The influence of test risk, dead to live load ratio, and uncertainties associated with dead and live loads and bridge resistance is considered. The results presented in the paper relate to short and medium span bridges.     

国际标准“设计值法”在我国结构可靠度设计中的应用

介绍了我国现行结构设计标准中采用的设计方法存在的不足和国际标准中提出的工程结构可靠度"设计值法"的基本思想。根据我国荷载、抗力的统计结果及设计值法的荷载、抗力设计值的取值原则,考虑活荷载与恒荷载的比值对结构可靠度的影响,对不同类型构件在轴心受压条件下的可靠度进行系统的分析。分析表明:"设计值法"隐含的可靠度水平较我国的设计方法明显偏低,无法直接用于我国结构设计。依据我国结构设计的目标可靠指标对其进行修正,初步建立适用于我国结构设计的荷载、抗力设计值法取值参数。     

基于最佳一致性原则的设计表达式分项系数研究

在现行规范设计表达式的基础上,首先根据等超越概率原则,计算了10a至100a设计使用年限内可变荷载的统计参数;其次,校核了现行规范设计表达式隐含的可靠指标,并以此作为确定目标可靠指标的依据;最后,根据最佳一致性优选原则,考虑14种代表性的结构构件、3种可变荷载效应与永久荷载效应的简单组合、不同的可变荷载效应与永久荷载效应的比值,通过概率计算方法优化确定了10a至100a设计使用年限内荷载和抗力的分项系数.设计人员可根据工程实际情况,采用该工程设计使用年限相应的分项系数进行设计.     

Effect of secondary elements on bridge structural system reliability considering moment capacity

Secondary elements such as barriers, sidewalks, and diaphragms may increase the load carrying capacity of girder bridges. This in turn affects reliability. The objective of this study is to evaluate the potential benefit of secondary elements on the system reliability of girder bridges, if these elements are designed with the structural system to participate resisting vehicular live loads. Simple span, two lane structures are considered, with composite steel girders supporting a reinforced concrete deck. For structural analysis, a finite element procedure is developed that combines a grillage model of the bridge deck with solid elements for edge-stiffening effects. Random variables considered are composite girder, barrier, and sidewalk flexural strengths (each in turn composed of many random variables), load magnitude (dead load and truck traffic live load), and live load position. System resistance parameters are estimated with a point integration method. System resistance is evaluated in terms of maximum load carried at ultimate capacity. It was found that the interaction of typical secondary element combinations has a varying effect on system reliability, depending on element stiffness, bridge span, and girder spacing.     

钢筋混凝土结构基于耐久性的可靠度设计方法

对处于氯盐环境中的混凝土结构,为使其在设计使用寿命期内具有合格的可靠度要求,基于结构抗力劣化过程的动态计算模型及动态可靠度分析,在我国 现行结构可靠度设计表达式基础上,引入结构耐久性系数γD来考虑抗力衰减对可靠指标的影响,并给出了耐久性系数的确定方法。针对50年设计使用年限 情况,考虑港口结构3种荷载组合以及5种可变荷载与恒载效应比影响,给出不同的环境条件、水灰比、保护层厚度下结构耐久性系数γD的取值。从而建立 了基于耐久性的可靠度设计实用方法。     

基于动态可靠度的桥梁性能分析

在研究了现有混凝土桥梁抗力和荷载时变性的基础上,建立了桥梁动态可靠性的随机过程模型,并利用蒙特卡罗方法计算寿命周期内的动态可靠指标,同时,利用此模型对一座基于全寿命设计理念的试验桥进行时变性能对比分析与寿命预测,对合理、经济、科学的制定维护时间与维护方案具有重要的指导意义。     

System reliability models for bridges

There is a need for efficient bridge evaluation procedures. A considerable number of existing bridges in the United States require repair and/or replacement. Accurate estimate of the current strength and the remaining life time is essential for optimum distribution of the available limited resources. The major parameters which determine the structural performance are random variables. Statistical models of load and resistance can be derived from the test data, observations and analysis. For bridge members the reliability can be calculated using this available data, observations and analysis. considerable discrepancy between the reliability level of individual members and the overall bridge reliability. Due to load sharing and redundancies, the actual load-carrying capacity often exceeds the theoretical value. System reliability methods allow us to reveal an actual safety reserve in the structure. This paper summarizes the practical bridge reliability models. Using a special sampling technique, the reliability is evaluated for typical girder bridges.     

既有建筑结构构件的安全性分析

提出了基于目标使用期的既有建筑结构构件承载能力验算的极限状态表达式。根据适用于既有结构的荷载和抗力概率模型,考虑14种代表性的结构构件、不同的可变荷载效应与永久荷载效应的比值、3种可变荷载效应与永久荷载效应的简单组合,对不同目标使用期内的荷载分项系数进行了优化分析。结果为:永久荷载分项系数γG=1.0(当永久荷载对结构有利时,γG=0.6),可变荷载分项系数γQ=1.3。由荷载分项系数进一步优化分析得出不同构件的承载力分项系数为γR=1.1～1.8。按目标可靠指标增减0.25确定了既有建筑结构构件承载能力的等级评定标准。经工程实例验证,所提分析方法更加符合实际情况,合理实用。