服役桥梁构件随机场参数估计及估计方法比较分析

摘要：

为了估计服役钢筋混凝土结构材料性能和结构尺寸参数的波动系数,以3片服役36 a的RC梁为研究对象,首先对样本梁的保护层厚度和混凝土抗压强度进行了测量,运用普通Kriging法对实测结果进行了空间插值以获取更多的有效数据.其次,采用自相关函数(ACF)法和半变异函数(SVF)法对保护层厚度和混凝土抗压强度的波动系数进行了估计.然后,基于246根锈蚀钢筋不同位置的点蚀系数实测值,得到钢筋锈蚀不均匀系数的波动性质,且基于一维随机场理论对梁进行离散,根据不同估计方法得到的相关系数将随机变量转化为空间相关变量,得到各个离散单元的参数值,进而得到各离散梁单元和整梁的抗弯承载能力.最后,结合锈蚀梁的理论弯矩值与承载力试验结果,对上述两种估计方法进行了比较分析.结果表明:由SVF法得到的混凝土抗压强度和保护层厚度的波动系数均值分别为2.242和2.467,均大于由ACF法得到的对应值,且混凝土抗压强度的波动范围随着波动系数值的增加而减小;同一锈蚀钢筋表面蚀坑之间的分布并未存在很强的相关性;基于SVF法估计得到的理论弯矩值较基于ACF法估计得到的对应值与试验结果更为接近,且前者的平均相对误差为6.52％,比后者的对应值低33.19％,说明与ACF法相比,SVF法更能精确估计参数的波动性质.

关键词：桥梁工程、波动系数、ACF法、SVF法、钢筋混凝土结构、锈蚀、弯矩

所属期刊栏目：36

分类号：U442.5;TU375(桥涵工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划项目2015CB057700;国家自然科学基金项目51178060, 51378081;湖南省教育厅优秀青年项目15B015;长沙理工大学交通基础设施安全风险管理行业重点实验室开放基金项目16BCX08

在线出版日期：2019-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：85-94