桥梁设计的冗余度分析

作者:杨毅; 刊名:黑龙江交通科技 上传者:马丽霞

【摘要】冗余度指的是结构体系在遇到危机事件时,能够保证结构稳定性的一种能力,对于桥梁工程冗余度,可以根据桥梁工程结构可靠度参数和指标进行描述。对此,首先对桥梁结构冗余度进行了介绍;然后对桥梁各项参数对结构冗余度的影响进行了分析,并对桥梁工程设计中冗余度实现方式进行详细探究。

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2017 年 第 10 期( 总第 284 期) 黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI No.10,2017 ( Sum No.284) 桥梁设计的冗余度分析 杨 毅 ( 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550081) 摘 要: 冗余度指的是结构体系在遇到危机事件时,能够保证结构稳定性的一种能力,对于桥梁工程冗余度,可以根据桥梁工程结构可靠度参数和指标进行描述。对此,首先对桥梁结构冗余度进行了介绍; 然后对桥梁各项参数对结构冗余度的影响进行了分析,并对桥梁工程设计中冗余度实现方式进行详细探究。 关键词: 桥梁工程; 结构设计; 冗余度 中图分类号: U442 文献标识码: C 文章编号:1008 -3383( 2017) 10 -0131 -02 收稿日期:2017 -07 -20 作者简介: 杨毅( 1978 - ) ,男,贵州息烽人,高级工程师,研究方向: 桥梁设计。 1 桥梁结构冗余度概述 1. 1 桥梁工程冗余度含义 桥梁工程结构冗余度指的是一种当桥梁工程局部结构受到破坏时,桥梁工程整体结构能够抵御破坏的能力,冗余度也可以理解为桥梁工程结构系统承载能力的储备率。 1. 2 桥梁结构体系冗余度 在整个桥梁工程结构体系中,桥梁结构冗余度至关重要,在对桥梁工程结构体系进行研究时,一般是通过应用受力系统,将桥梁工程中不同功能的结构件进行有效连接,以此提升桥梁工程的荷载水平。在整个桥梁工程结构中,如果缺乏冗余度,则桥梁工程结构的安全性无法保证,在这种情况下,如果桥梁工程结构体系中的某一个结构件受到破坏,则整个桥梁工程结构体系就会随之发生变化。 1. 3 冗余度系数 在桥梁工程设计过程中,对于冗余度系数,一般采用 ηR 来表示,在桥梁工程设计中,可以将整个桥梁工程主体结构分为两个部分,即上部单元和下部单元,对于两个部分的冗余量,均可以采用可靠度标准进行计算和分析,最终确定出桥梁工程冗余度系数 ηR,具体的计算公式如式( 1) η∑γiQi≤φRn ( 1) 2 桥梁各项参数对结构冗余度的影响 2. 1 跨径影响 桥梁跨径会直接影响到桥梁局部的承载能力,如果不同桥梁跨长具有相同的冗余度系数,就要保障外部横向接连数量,进而提高跨径较大的桥梁稳定性。经实践桥梁施工计量表明,桥梁跨径对桥梁结构冗余度的影响相对较小,换句话说就是: 在桥梁设计中,在计算、设计桥梁结构冗余度时对跨长的参数可以不着重考虑。 2. 2 曲线半径影响 例如某桥梁的曲线分别为 45. 7 m、68. 6 m,通过研究这两个等级的曲线半径对冗余度的影响大小,进而能够得出不同的冗余度结果,即不同的曲线半径与冗余度会造成一定影响。 2. 3 外部横向连接类型影响 在桥梁设计过程中,要充分考虑桥梁尤其是装配式梁桥才有的外部横向连接,桥梁外部横向连接类型与实心横隔板连接要符合结构部件荷载标准。由此得知,横向连接类型与隔板连接对桥梁整体的平稳性、安全性起到决定性影响。因此,在桥梁设计过程中,必须要充分考虑桥梁横向传力能力因素。桥梁外部横向连接类型与隔板对冗余度有着不同的影响。从桥梁整体的稳定性、安全性出发,只有保障横向连接与隔板之间能够相互吻合、最佳搭配,才能够提高桥梁整体的承载能力。 2. 4 外部横向连接数量影响 一般情况下,如果桥梁在受到破坏的初级阶段,在受拉区域,混凝土钢筋达到极限抗拉强度,混凝土结构会产生裂缝问题,与此同时,在受压区域,混凝土结构能够达到抗压极限强度。通常情况下,钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土梁桥破坏都是受拉区混凝土开裂,

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