环境作用下钢-混凝土组合梁桥全寿命成本研究-结构工程专业论文.docxVIP

研究生优秀毕业论文 大连理工大学硕士学位论文摘 大连理工大学硕士学位论文 摘 要 暴露于环境侵蚀下的钢．混凝土组合梁桥，其结构的性能会随着服役时间而发生退 化。因此为了保证组合梁桥全寿命期间的安全性能，需要对其进行检测和维修。然而， 不恰当的维修会导致组合梁全寿命成本过高。因此，本文采用马尔科夫过程对组合梁桥 全寿命成本以及维修策略进行研究，主要研究工作包括： (1)研究了环境侵蚀下钢．混凝土组合梁结构的耐久性，着重分析了组成组合梁部 件的混凝土、栓钉以及钢梁的耐久性。通过查阅国内外文献，给出了混凝土强度老化、 栓钉截面损失以及钢梁截面损失随时间变化的耐久性模型；在耐久性分析的基础上，综 合考虑环境侵蚀作用下混凝土老化、栓钉锈蚀、钢梁锈蚀效应对组合梁弯曲抗力的影响， 建立了环境作用下钢．混凝土组合梁弯曲抗力退化模型，并分析了钢．混凝土组合梁桥构 件和体系时变可靠度。 (2)研究了环境作用下圆形钢管混凝土组合短柱的耐久性，着重分析了组合短柱 钢管的耐久性；利用钢材腐蚀随时间变化的指数模型，综合考虑了荷载和环境侵蚀对圆 形钢管混凝土短柱轴压承载能力的影响，建立了圆形钢管混凝土短柱轴压抗力时变模 型，分析了短柱轴压抗力的时变可靠度指标；分析了三种因素：不同环境、荷载比、钢 管壁厚对组合短柱轴压抗力时变可靠度指标的影响。 (3)研究了钢．混凝土组合梁桥全寿命成本的构成，建立了组合梁桥全寿命成本经 济评价模型；以组合梁全寿命总成本最小为目标，组合梁桥的目标可靠度指标为约束， 建立了基于MDP的钢．混凝土组合梁桥全寿命成本分析模型；采用实例具体分析了钢． 混凝土组合梁全寿命成本模型，深入研究了组合梁全寿命各阶段成本以及最优维修策 略，研究了结构初始弯曲抗力、侵蚀环境、失效成本、折现率因素对全寿命总成本以及 维修策略的影响。 关键词：钢．混凝土组合梁；圆形钢管混凝土组合短柱；海洋环境；全寿命成本； 时变可靠度 万方数据 大连理工大学硕士学位论文Abstra 大连理工大学硕士学位论文 Abstra ct The performance of composite steel-concrete bridge reduces over time by corrosion under marine environments．As a result，there is a need for inspection and maintenance in order to promise the safety performance of the bridge．However，inappropriate repair will result in higher life—cycle cost．In this study，the life-cycle cost of composite steel—concrete girder and maintenance strategies are analysed based on the MDP(Markov Decision Processes)．The main work of this are as follows： (1)The endurance of composite steel-concrete girder are studied under marine environments，and durability of the concrete，steel stud and steel girder are analysed particular． And，the endurance models of concrete strength，section loss of the stud and girder over time are given by looking up domestic and foreign literature；A probabilistic bending resistance model for composite steel·concrete bridge is developed on the basis of an analytic formula that considers corrosion-related and time-dependent．Also，the time—dependent reliability model of the girder and the bridge are established． (2)The endurance of circular concrete filled steel turbular(CFST)stub