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申请/专利权人：山西交通控股集团有限公司晋城高速公路分公司;武汉理工大学

摘要：一种大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测方法，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。本发明还提供一种大跨钢管混凝土拱桥时变可靠度预测系统。

主权项：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；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；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，所述步骤S4中所述基于最小二乘法原理，对单管拱肋轴心受压、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包括：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包括：（1）单管拱肋轴心受压承载能力极限状态时变可靠度的拟合曲线方程如下： 其中，t为桥梁服役年限；参数a1~a5、b1~b4为多项式系数；a1=6.0193；a2=1.24384；a3=-0.31758；a4=0.03368；a5=-0.00128；b1=7.962e+00；b2=-0.0336e+00；b3=-1.175e-04；b4=9.8864e-07；（2）以单管拱肋偏心受压承载能力极限状态时变可靠度的拟合曲线方程如下： 其中，t为桥梁服役年限；参数a1~a5、b1~b4为多项式系数；a1=5.8411；a2=1.25091；a3=-0.31921；a4=0.03384；a5=-0.00128；b1=7.9288e+00；b2=-0.04196e+00；b3=-5.407e-06；b4=4.404e-07；（3）以桁式拱肋轴心受压承载能力极限状态时变可靠度的拟合曲线方程如下： 其中，t为桥梁服役年限；参数a1~a5、b1~b4为多项式系数；a1=5.9901；a2=0.9318；a3=-0.23499；a4=0.02463；a5=-9.2818e-04；b1=7.5878e+00；b2=-0.0401e+00；b3=-2.093e-05；b4=5.841e-07；（4）以桁式拱肋偏心受压承载能力极限状态时变可靠度的拟合曲线方程如下： 其中，t为桥梁服役年限；参数a1~a5、b1~b4为多项式系数；a1=5.5311；a2=0.92566；a3=-0.23263；a4=0.0243；a5=-9.1386e-04；b1=7.1653e+00；b2=-0.0451e+00；b3=-4.827e-05；b4=3.3564e-07；所述步骤S4中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包括：以正常使用极限状态下拱肋钢管应力为指标的时变可靠度的拟合曲线方程如下： 其中：t为桥梁服役年限；参数b1~b4为多项式系数；b1=2.9298e+00；b2=-0.00687e+00；b3=3.544e-05；b4=-1.6723e-07；以正常使用极限状态下混凝土应力为指标的时变可靠度的拟合曲线方程如下： 其中，t为桥梁服役年限；参数a1~a5、b1~b4为多项式系数；a1=4.89592；a2=1.12818；a3=-0.34758；a4=0.04214；a5=-0.00176；b1=6.31305e+00；b2=-0.03431e+00；b3=1.0484e-04；b4=-2.0126e-07；以正常使用极限状态下主拱变形为指标的时变可靠度的拟合曲线方程如下： 其中，t为桥梁服役年限；参数a1~a5、b1~b4为多项式系数；a1=2.8315；a2=0.76061；a3=-0.19037；a4=0.01997；a5=-7.6002e-04；b1=4.06536e+00；b2=-0.02805e+00；b3=2.21407e+00；b4=-6.5404e-08。

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