摘要
近些年，伴随着经济的高速发展，越来越多的桥梁出现在了大众视野中，其中钢-混凝土组合桥梁作为桥梁中独特的一部分，由混凝土、钢梁以及剪力连接件组成，具有混凝土抗压以及钢梁抗拉等优点，同时具有较短的施工时间、较混凝土梁相比自重轻、结构的延性好，因此应用越来越广泛。 然而在长期的运营过程中，由于材料性能的退化，普遍存在着承载力下降的问题，因而存在着极大的安全隐患，甚至会导致桥梁垮塌等灾难性的后果。因此，对钢-混凝土组合桥梁进行承载力评估以及可靠度研究具有非常重要的意义。本文运用ABAQUS建模，分别在不同程度氯离子腐蚀以及在不同程度氯离子腐蚀的基础上加入车辆疲劳荷载，对钢-混凝土组合梁进行剩余承载力计算分析。同时运用时变可靠度理论，对钢-混凝土组合梁的进行可靠度指标的计算，结合最低目标可靠指标对其进行寿命预测。研究内容如下： ⑴首先分析钢-混凝土组合梁性能退化影响因素，并且选取合理的混凝土、钢梁、栓钉三部分的腐蚀退化模型以及钢-混凝土组合梁间的界面粘结滑移模型，运用有限元ABAQUS建立钢-混凝土组合梁精细化模型，对于不同程度氯离子腐蚀状况下的钢-混凝土组合梁进行静力对称加载，并对其剩余承载力进行计算分析。结果表明钢-混凝土组合梁剩余承载力前期下降较快，后期下降减慢。除此之外，在40年时组合梁剩余承载力下降率下降5%，界面滑移量增加了12.4%；70年时剩余承载力下降已接近10%，界面滑移量增加了17.9%，退化十分明显。 ⑵在氯离子腐蚀的基础上加入疲劳荷载，选取混凝土、钢梁、栓钉的疲劳退化模型以及相应的界面粘结滑移模型；通过ABAQUS对钢-混凝土组合梁剩余承载力进行分析计算。结果表明，在腐蚀疲劳双重作用下，50年时，剩余承载力下降超过了10%；界面滑移量随时间增加呈指数增长，70年时，组合梁最大滑移量达到2.158mm，增加了20.2%。组合梁性能退化越来越明显。 ⑶运用ABAQUS对组合梁的所受的荷载效应进行计算，同时结合组合梁影响因素退化模型对钢-混组合梁的抗弯承载力进行计算分析。根据通过MATLAB编写的JC法程序，对钢-混凝土组合梁的可靠度进行分析，结果表明，桥梁可靠指标在前期减小相对缓慢，在后期由于疲劳效应的累积，可靠指标也急剧减小。并根据目标可靠指标结合85%保证率原则，预测组合梁的剩余寿命。
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