基于寿命的斜拉桥可靠度评估方法研究开题报告

 2021-08-09 01:04:35

1. 研究目的与意义

进行桥梁可靠性分析,是桥梁结构分析的重要部分,但是基于寿命的可靠性分析在桥梁中国内外尚不多见,因此展开此方向的分析,有着重要的理论意义和应用价值。

斜拉索是斜拉桥最关键的构件之一,起着牵一发动全身的作用;但斜拉索易遭受腐蚀和疲劳累积损伤,严重威胁桥梁结构的安全性。因此,系统研究斜拉索全寿命服役期内的腐蚀、力学性能和疲劳性能,发展基于斜拉索健康监测技术的拉索安全评定、服役寿命预测和全寿命设计方法,对避免重大安全事故的发生及减少全寿命周期内桥梁的总成本具有重要的科学意义和工程意义。

2. 国内外研究现状分析

欧美一些发达国家桥梁的发展表明,如果在桥梁的设计和建造时期没有很好的考虑桥梁的安全与耐久性,将会在桥梁的运营和维护中付出惨重的经济代价。过去40年内,全世界修建了300余座大跨径斜拉桥,其中由于斜拉索锈蚀的原因,使得部分早期修建的斜拉桥结构损坏非常严重。尽管桥梁设计者采用了多种斜拉索的防腐办法,但许多防腐方法、工艺、材料、使用维护技术等在某种程度上是不成功的。斜拉桥虽具有跨越能力大、结构型式简洁、受力明确、空气动力稳定性好、结构轻巧美观等优点,但拉索腐蚀退化和疲劳抗力衰减已经成为影响桥梁结构使用寿命、严重威胁桥梁结构服役安全的最主要因素之一,也成为桥梁工程领域重要的研究课题。

自1975年我国建成的四川云阳斜拉桥到刚刚建成的世界第一跨径的苏通大桥,30年来,我国已建成近百座斜拉桥,特别是近十年来,我国斜拉桥建设技术已进入世界先进行列,建桥速度之快、数量之多、跨越能力之大为世人所瞩目,尤其是近年来建成及在建的一批跨海、跨江大桥,如杭州湾大桥工程、东海大桥工程、苏通大桥工程及沪崇苏长江通道的主通航孔均为斜拉桥。这些结构一旦造成破坏,不仅桥梁本身造成严重的经济损失,而且因中断交通,会导致巨大的经济损失。

据不完全统计,20世纪70年代至90年代初,我国修建的30余座斜拉桥中,已经加固修复的桥占65%,有4座斜拉桥已拆除或改用了其他桥型,有35%的斜拉桥已全部或部分更换了斜拉索,最近几年内尚有10余座90年代后修建的斜拉桥需要换索。

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3. 研究的基本内容与计划

论文内容:

1 调查统计斜拉桥拉索的破坏现象,对拉索损伤进行分类规律进行总结,分析单一拉索破坏的可靠度表达式。

2 建立拉索体系可靠度评估模型。

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4. 研究创新点

此论文系统研究斜拉索全寿命服役期内的腐蚀、力学性能和疲劳性能,发展基于斜拉索健康监测技术的拉索安全评定、服役寿命预测和全寿命设计方法,通过定性分析斜拉桥基于寿命的可靠度,可以更好的避免重大安全事故的发生及减少全寿命周期内桥梁的总成本。

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