基于时变可靠度的重载铁路桥梁安全状态评估

作     者：刘晋超 

作者单位：石家庄铁道大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李延强

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：重载铁路桥梁 状态评估 时变可靠度 车-轨-桥耦合 响应面法 

摘      要：随着重载铁路技术的发展,重载列车轴重增大,运营期内重载铁路桥梁的安全成为关注的焦点问题。本文在车-轨-桥耦合分析的基础上,基于时变可靠度理论对重载铁路桥梁进行了安全状态评估。主要研究内容如下:(1)基于ANSYS建立了重载列车—轨道系统—桥梁耦合空间模型,提出了一种改进的轨道不平顺激励的优化方法。以C96重载列车为荷载,通过数值仿真计算了桥梁的动力学响应,验证了模型可靠性和计算方法的有效性。(2)建立了考虑混凝土抗压强度、收缩徐变、预应力损失等因素影响的截面抗力时变模型,推导了道砟沉降的时变公式,并结合工程实例给出了截面抗力时变模型的计算结果。(3)提出了一种基于响应面法的重载铁路桥梁时变可靠度评估方法。以跨中截面弯矩及正应力为可靠度指标,用2析因设计法分析了桥梁的敏感性因子,通过敏感因子建立了可靠度指标的响应面方程,并以钢束腐蚀开始时间为界限,采用改进的一次二阶矩法计算桥梁的时变可靠度。数值仿真结果表明:该方法可综合考虑时变因素影响,有效的对桥梁状态进行评估。