基于可靠度理論的公路鋼橋概率極限狀態(tài)設(shè)計方法研究.pdf

1、我國現(xiàn)行《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(JTJ025-86)依舊采用容許應(yīng)力設(shè)計方法，目前已經(jīng)無法很好的適應(yīng)我國鋼橋建設(shè)飛速發(fā)展的需要?！豆饭こ探Y(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》(GB/T50283-1999)(以下簡稱《公路統(tǒng)一標準》)，已明確指出了基于結(jié)構(gòu)可靠度理論的概率極限狀態(tài)設(shè)計方法是公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的總原則，因此建立公路鋼橋概率極限設(shè)計方法勢在必行。本文在收集了大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過統(tǒng)計分析計算，對公路鋼橋基于可靠度理論的概率極限

2、狀態(tài)設(shè)計方法進行了深入的研究，對荷載和抗力進行了統(tǒng)計分析，得出了其概率分布和統(tǒng)計參數(shù)，提出了公路鋼橋的目標可靠指標和抗力分項系數(shù)的建議值。本文工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1．對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重進行了誤差估算，同時結(jié)合了現(xiàn)場實測，計算得到構(gòu)件自重的概率分布和統(tǒng)計參數(shù)。另外，將水泥混凝土橋面和瀝青混凝土橋面分別與構(gòu)件以不同的比例進行組合，計算得出了每一種組合下的統(tǒng)計參數(shù)，通過分析比較，確定了最不利的組合。分析結(jié)果為確定鋼橋恒載設(shè)計

3、值提供了依據(jù)。 2．針對鋼材性能變異性，從以下三個方面收集了大量的試驗數(shù)據(jù)以供統(tǒng)計分析。第一，我國若干大、中型鋼廠生產(chǎn)的Q235q和Q345qD這兩種公路鋼橋常用鋼材的機械性能試驗數(shù)據(jù)：第二，通過實地調(diào)研，獲得了位于江蘇省的鄒區(qū)大橋和東岱大橋所用鋼材的性能試驗報告書和鋼材出廠質(zhì)量證明書共計2563份，鋼材強度性能數(shù)據(jù)合計28652個；第三，為充分考慮焊縫質(zhì)量對材料性能的影響，收集了東岱大橋的焊縫機械性能評估報告中的試驗數(shù)據(jù)。對以

4、上數(shù)據(jù)進行了篩選，經(jīng)統(tǒng)計分析計算得出了構(gòu)件材料性能不定性的概率分布模型和統(tǒng)計參數(shù)。 3．分別就鋼材截面幾何尺寸不定性、鋼材截面幾何特性不定性和鋼構(gòu)件截面幾何特性不定性三者進行了統(tǒng)計分析，得出了構(gòu)件材料幾何尺寸不定性的統(tǒng)計參數(shù)，從相關(guān)文獻得到了構(gòu)件計算模式不定性的統(tǒng)計參數(shù)。經(jīng)以上對材料性能不定性、材料幾何尺寸不定性和構(gòu)件計算模式不定性的分析之后，求得了公路鋼橋構(gòu)件抗力的概率分布和統(tǒng)計參數(shù)。 4．依照現(xiàn)行的鋼橋設(shè)計規(guī)范，采用

5、一次二階矩的驗算點法，對鋼橋結(jié)構(gòu)中軸心受壓、軸心受拉、受彎、偏心受壓和受剪這五種典型構(gòu)件進行了目標可靠指標校準。其中，分別考慮了荷載的基本組合和附加組合，汽車荷載服從正態(tài)分布和極值Ⅰ型分布，汽車運行一般運行狀態(tài)和密集運行狀態(tài)，然后經(jīng)過綜合比較分析得出了鋼橋常用的兩種鋼材在強度極限狀態(tài)下的目標可靠指標建議值。 5．利用校準得到的可靠指標經(jīng)過優(yōu)化計算，求得了以分項系數(shù)表達的概率極限狀態(tài)設(shè)計方法的表達式中構(gòu)件抗力分項系數(shù)的建議取值，并