在役钢筋溷凝土拱桥时变可靠度分析.pdfVIP

第30卷，第3期 中 国 铁 道 科 学 V01．30No．3 200 CHINARAILWAY 9年5月 SCIENCE May，2009 文章编号：1001—4632(2009)03一0015-06 在役钢筋混凝土拱桥时变可靠度分析 彭可可，黄培彦，邓 军 (华南理工大学土木与交通学院，广东广州510641) 摘要：结合现行桥涵设计规范及钢筋混凝土拱桥的受力特点，给出钢筋混凝土拱桥“安全一中介一失效” 三级工作模式的相应概率。基于时变町靠度理论，将随机有限元、神经网络和蒙特卡罗法结合，提出评估在役 桥梁结构可靠度的FNM法，即，用随机有限无法计算训练样本，再用神经网络扩展训练样本，然后通过蒙特卡 罗法计算失效概率和损伤概率，得到结构的时变可靠度。以判断结构的工作状态。对1座建成8年、主跨为80 m的钢筋混凝土拱桥进行时变可靠度分析。结果表明：该桥主拱在第8年时，已进入虽有损伤但仍能工作的中 介状态，需要维修加固。这一结论与实际情况相符。 关键词：钢筋混凝土拱桥；时变可靠度；服役期；三级工作模式；FNM法 中图分类号：U448．35文献标识码：A 随着经济和社会的发展，在役桥梁的荷载不断 品种影响系数；岛为环境等因素的影响系数；几 提高，加剧了结构的老化，因此，在役桥梁可靠度 为混凝土抗压强度标准值；f为主筋净保护层厚 评价显得日益重要[1≈]。 度；d为主筋直径；￡。为混凝土碳化到钢筋表面的 通常，构件、结构和工程系统的可靠度计算都 时间。 是基于“有效一失效”二级工作模式进行的，但构 大气环境下，混凝土碳化深度z(mm)可表 件、结构和工程系统从完好的工作状态到完全不能 示为[6] 工作状态之间存在虽有损伤却仍能工作的中介状 z一尼石 (2) 态。为此，文献[4]提出了“安全～中介一失效” 式中：愚为混凝土碳化系数，mm·年_1；￡为混凝 三级工作模式。显然，“安全一中介一失效”三级 土在大气环境中的暴露时间，年。 工作模式更符合结构实际工作状态。 1．1．2混凝土抗压强度时变性 本文基于时变可靠度理论和“安全一中介一失 在大量试验和实测结果的基础上，以长期暴露 效”三级工作模式，运用有限元、神经网络及蒙特 试验为基础建立的一般大气环境下混凝土强度和标 卡罗相结合的FNM法对在役桥梁进行时变可靠度 准差的时变数学模型如下[5]。 分析，并对一座在役钢筋混凝土拱桥进行可靠度评 ￡年后混凝土平均强度为 估。 6‘睁1·715 雕(￡)一K一‘024 4’‘枷 (3) 式中：卢幻为混凝土28d强度的平均值；K为混凝 在役桥梁时变性分析 土强度修正系数。