Reliability-based fatigue assessment of existing steel bridges
Tid: Fr 2020-11-13 kl 13.00
Ämnesområde: Byggvetenskap, Bro- och stålbyggnad
Licentiand: Ruoqi Wang , Bro- och stålbyggnad
Granskare: Professor John Dalsgaard Sørensen, Aalborg University, Denmark
Huvudhandledare: Associate Professor John Leander, Byggteknik och design; Professor Raid Karoumi, Bro- och stålbyggnad
Abstract
Utmattning är en av de mest allvarliga nedbrytningsmekanismer som stålbroarutsätts för. Den orsakar en försämrad säkerhet för broar över tid. Därav måstestålbroars tillförlitlighet, som kan påverkas allvarligt på grund av utmattning, bedömasoch förutsägas. Flera olika nivåer av osäkerheter är involverade i initieringoch propagering av utmattningssprickor, varför sannolikhetsbaserade metoder kange en bättre uppskattning av utmattningslivslängden än deterministiska metoder.När liknande detaljer återkommer i en konstruktion och med korrelation mellanvarandra kan dessa betraktas som ett system, för vilket tillförlitlighetsmetoder påsystemnivå kan utnyttjas. Det gör det möjligt för ingenjören att identifiera betydelsenav en individuell detalj eller interaktionen mellan detaljer med avseende påsystemets totala tillförlitlighet.
Det huvudsakliga syftet med denna licentiatuppsats är att utvärdera sannolikhetsbaserademetoder för uppskattning av stålbroars tillförlitlighet, både med avseendepå enskilda detaljer och på systemnivå. För enskilda detaljer eftersträvas en tidseffektivsimuleringsteknik. Den allmänt tillämpade Monte Carlo-simuleringsmetodenger en robust uppskattning, men är mycket tidskrävande. Subset-simuleringsmetodenundersöks som ett alternativ och den visar stor potential när det gäller att hanteraen flerdimensionell gränsfunktion och en olinjär sprickpropageringsmodell. På systemnivåbeaktas den rumsliga korrelationen mellan detaljer. En modelleringsmetodbaserad på konstant korrelation mellan detaljer har föreslagits som komplement tillvanliga simuleringstekniker för att uppskatta tillförlitligheten analytiskt och avsevärtminska simuleringstiden. Genom att utnyttja korrelationen kan informationom en tillgänglig detalj användas för att förutsäga systemets status.
Medan en tillförlitlighetsanalys bedöms mot en specifik säkerhetsnivå används riskanalysenför att hitta den mest optimala åtgärden. Genom att beakta konsekvenserhar ett riskbaserat verktyg för beslutsstöd föreslagits och presenterats i form av ettbeslutsträd. Resultaten visar att besluten baserade på tillförlitlighet kan skilja sigfrån de som baseras på en uppskattad risk, eftersom metoderna har olika målfunktioner.