中小跨径石拱桥承载力可靠度研究

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1、中小跨径石拱桥承载力可靠度研究１０７１０．２２１５６学位论文指导教师姓名申请学位级别论文提交日期墨垒盘鲎墅±专业名称２ＱＱ量！垒塑盘鲞煎撞益苤刍隆垫三垄２００５．６．１５论文答辩日期答辩委员会主任盎壅峦塾撞二ｏＯ五年六月摘要我国公路上的石拱桥，大多修建于２０世纪７０年代以前。这些Ｙ－Ｉｌｌ建造的石拱桥由于设计承载力较低、环境腐蚀等原因，逐渐出现一些损伤，如拱圈漏水、砂浆风化、拱脚丌裂等。随着我国交通事业的发展，大量低等级的公路正被改建扩建，这就使它们的安全问题变得尤为突出。本论文在国外石拱桥实桥及模型破坏试验的基础一Ｌ，研究了石拱桥

2、的极限状态，确定了四铰破坏模式并提出了塑性铰的判断方法。这种方法方便了石拱桥可靠度的计算。从圬工材料的应力一应变关系曲线出发，并假设圬工材料不抵抗拉应力，推导出了截面抗力的表达式并根据现有的试验资料统计，假设抗力服从正态分佰，统计出分布参数。最后利用Ｊｃ法计算截面可靠指标，根据荷载增量法寻找主要失效模式并计算主拱圈体系失效概率。【关键词】石拱桥四铰破坏截面抗力塑性铰Ｊｃ法体系失效概率———————————————————————————————————————————————ＡｂｓｔｒａｃｔＭｏｓｔｏｆｓｔｏｎｅｂｒｉｄｇｅｓｏｎｔ

3、ｈｅｈｉｇｈｗａｙｓｉｎｍｙｃｏｕｎｔｒｙｗｅｒｅｂｕｉｌｔｂｅｆｏｒｅ１９７０ｓ．Ａｎｄａｒｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｌｏｗｄｅｓｉｇｎｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｓｏｍｅｄａｍａｇｅｓａｐｐｅａｒｉｎｇｎｏｗ，ｓｕｃｈａｓａｒｃｈｌｅａｋｉｎｇ，ｍｏｒｔａｒｗｅａｔｈｅｒｉｎｇａｎｄａｒｃｈｓｐｒｉｎｇｉｎｇｃｒａｃｋｉｎｇ．Ａｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｒａｆｆｉｃ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｌｏｗｇｒａｄｅｈｉｇｈｗａｙｓｍａｋｅｓｔｈｅｓａｆｅｔｙｐｒｏｂｌｅｍｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｂａｓ

4、ｅｄｏｎａｒｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｏｒｅｘｔｅｎｄｅｄ，ｗｈｉｃｈｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｔｅｓｔｓｏｆａｃｔｕａｌａｎｄｍｏｄｅｌｓｔｏｎｅｂｒｉｄｇｅｓｉｎｈｏｍｅａｎｄｆｏｒｅｉｇｎｓｔｏｎｅｃｏｕｎｔｒｉｅｓ，ｔｈｅａｕｔｈｏｒｏｆｔｈｅｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｔｈｅｌｉｍｉｔｓｔａｔｅｓｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｆｏｕｒ－ｈｉｎｇｅｃｏｌｌａｐｓｅｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｍｅｔｈｏｄｃａｎ———————————————————————————————————————————————ｂｒｉｄｇｅｓａｎｄ

5、ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｐｌａｓｔｉｃｈｉｎｇｅｓ．Ｔｈｉｓｏｎｇｉｖｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｔｏｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｂａｓｅｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓ．ｓｔｒａｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ，ｔｅｓｔｓ，ｎｏｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｏｆｍａｓｏｎｒｙａｎｄａｓｓｕｍｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｕｂｍｉｔｇａｕｓｓａｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｅｑｕａｔｉｏｎｓａｎｄｉｔｓｓｔａｔｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂａｓｅｄｏｎｏｂｔａｉｎｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｏｎＪＣｍｅｔｈｏｄ，

6、ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓＣａｎｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｂａｓｅｄｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｏａｄｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｍａｉｎｆａｉｌｍｏｄｅｌ，ｔｈｅａｒｃｈｓｙｓｔｅｍｆａｉｌｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｎｅｂｒｉｄｇｅｓ，ｆｏｕｒ－ｈｉｎｇｅｃｏｌｌａｐｓｅ，ｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ，ｐｌａｓｔｉｃｈｉｎｇｅ，ＪＣｍｅｔｈｏｄ，ｓｙｓｔｅｍｆａｉｌｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ第一章绪论１１引言——————————————

7、—————————————————————————————————石拱桥是我国一种古老的桥梁，至今已有几千年的历史。修建于公元６０６年的河北赵州桥是我国古石拱桥杰出的代表。与普通梁式桥相比，石拱桥不仅外形美观，而且建造成本也较低。拱桥是一种推力结构，在竖向荷载作用下，拱脚有水平推力的产生，这将在拱截面内产生压应力，从而降低了拱截面内的拉应力，因而可以充分利用抗拉性能较差而抗压性能较好的圬工材料来建造。它具有就地取材、节省钢材和水泥；构造简单、有利于普及：承载力大、养护费用少等优点，因而在我国建造的比较多。在２０世纪５０年代末期到６０

8、年代末期这段期间，是我国修建石拱桥的鼎盛时期，各省相继建了不少的石拱桥１１】，进入９０年代后，随着我国交通事业的迅速发展，公路等级的不断提高，大量低等级的公路正被改建扩建，而早期建造的石拱桥大部分仍然维持黄现代交通。这些石拱桥由于设计