混凝土斜拉桥施工期时变结构体系可靠性分析

考虑混凝土斜拉桥施工期各施工阶段的抗力相关性和荷载相关性，建立其施工期的抗力和荷载随机过程模型；针对施工期混凝土斜拉桥这种复杂时变结构的特点，研究以非平稳随机过程为自变量的非线性功能函数所控制的时变体系可靠度问题，研究寻找时变结构体系主要失效模式的高效算法，提出基于整个建造过程的体系失效概率的实用计算方法。在此基础上，提出施工期斜拉桥结构状态变量的可靠性评价和预测方法，并基于施工期时变可靠度理论研究混凝土斜拉桥的施工最优控制策略。从而为及时、准确地进行混凝土斜拉桥施工期的安全分析和控制提供科学依据。本项目成果不仅对控制混凝土斜拉桥施工期的安全性，而且对包含使用期和老化期在内的桥梁生命全过程的可靠性控制都有重要工程意义和学术价值。

内容简介

《预应力混凝土斜拉桥长期荷载作用下时变效应分析》共分五章：第1章介绍了预应力混凝土斜拉桥与时间有关的效应及国内外研究现状；第2章针对钢筋混凝土桥梁结构存在的开裂问题，选取混凝土材料在复杂应力状态下的三参数破坏准则，给出含有任意个裂缝带混凝土三向应力下的本构关系；第3章提出适用于预应力混凝土斜拉桥主箱梁分析的薄壁箱梁空间计算的组合式加筋混凝土板梁有限元法；第4章系统论述预应力混凝土斜拉桥与时间有关的效应分析原理，主要包括斜拉索时变、混凝土收缩徐变、温度作用等与时间有关的因素对桥梁的影响及其分析方法；第5章建立大跨度预应力混凝土斜拉桥长期荷载作用下时变效应分析空间整体有限元力学模型，分析结构在长期荷载作用下经过弹性、开裂以及与时间有关因素影响下的结构响应。2100433B

很多工程问题的数学模型可化为三角非线性系统，而时变和时滞现象又是影响这些系统性态的重要因素。迭代设计方法解决了很多时不变三角非线性系统的控制问题，但因状态变换的困难，它难以用于研究系统中含时变和时滞的情形。本项目将用变增益控制方法研究时变三角非线性时滞系统。下三角和上三角系统的非线性项，将分别受限于依赖于输出和输入的时变增长率。首先，根据三角系统类型和控制设计要求，给出含两个待定参数的状态变换。然后，用此状态变换把系统的控制问题转化为两个待定参数的构建问题。最后，估计系统的时变项、时滞项和非线性项，构建这两个参数，并用Lyapunov稳定性定理，分析闭环系统的性态和时变控制器的有界性。所构建参数中的一个是时变参数，用于处理系统的本质的时变项、并抑制调节问题中未知参数对整个系统本质性态的影响；另一个是受动态方程调节的参数，用于处理系统的强非线性项。这将给出一条研究时变非线性时滞系统的新思路。