[发明专利]大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测方法及系统

权利要求书

1.一种大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、预先获取大跨钢管混凝土拱桥CFST拱肋钢管的材料退化规律；

S2、确定服役内各时段CFST承载能力时变可靠度；

S3、确定服役内各时段CFST正常使用时变可靠度；

S4、建立基于材料退化分析的CFST时变可靠度预测模型；

S5、根据可靠度预测模型对大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度进行预测。

2.如权利要求1所述的大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测方法，其特征在于，

所述步骤S1包括：通过分析现场测试与材料性能相关的参数，结合材料性能试验，得到拱肋钢管锈蚀速率及预测公式，锈蚀拱肋钢管的力学性能退化规律；

所述通过分析现场测试与材料性能相关的参数包括：结合在役CFST获取材料性能、构件抗力相关的参数，至少包括拱肋钢管锈蚀主要分布部位，锈蚀深度与面积。

3.如权利要求2所述的大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测方法，其特征在于，

所述步骤S2包括：

采用时间离散法，根据构件抗力变化规律特点划分时间段，每若干年分为一个时间段；基于拱肋钢管锈蚀速率及预测公式，锈蚀拱肋钢管的力学性能退化规律，计算各个分散的时间点拱肋钢管混凝土组合轴心抗压强度退化值，分别建立承载能力极限状态下单管拱肋轴心受压、单管拱肋偏心受压、桁式拱肋轴心受压、桁式拱肋偏心受压承载能力时变可靠度的功能函数，采用蒙特卡罗法分别得到拱肋各个控制截面的相应可靠度，并比较取各截面可靠度的最小值作为各时段的可靠度。

4.如权利要求3所述的大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测方法，其特征在于，

所述步骤S3包括：

分别建立钢管和混凝土应力以及主拱圈变形正常使用极限状态的功能函数，采用蒙特卡罗法得到各时段CFST拱肋正常使用极限状态可靠度。

5.如权利要求4所述的大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测方法，其特征在于，

所述步骤S4包括：

基于最小二乘法原理，对单管拱肋轴心受压、单管拱肋偏心受压、桁式拱肋轴心受压、桁式拱肋偏心受压在不同计算模式下的拱肋极限承载能力可靠度指标随时间的变化曲线进行拟合得到其函数，分别得到不同计算模式下的拱肋承载能力极限状态时变可靠度预测模型；

基于最小二乘法原理，对钢管和混凝土两者的应力以及主拱圈变形在不同计算模式下的正常使用极限状态可靠度指标随时间的变化曲线进行拟合得到其函数，分别得到不同计算模式下的拱肋正常使用极限状态可靠度预测模型。