基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度研究

陈小凡

(江西省公路桥梁工程局，江西 南昌 330000)

基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度研究

陈小凡

(江西省公路桥梁工程局，江西 南昌 330000)

主要对公路桥梁的可靠度进行了分析，同时也对结构易损性的公路桥梁可靠度进行了研究。

结构易损性；公路桥梁发展；可靠度分析

1 可靠度基本内容

可靠度指的是公路桥梁的安全系数、有效系数、耐久系数，在设计估算之中，桥梁构建的荷载效应R和抗力SO是影响可靠度的主要因素。而在设计阶段之中，荷载效应R是一个未知的变量，常常是取其的极限值来进行可靠度的估算。道路桥梁的结构可靠度指的是，道路桥梁等在预测的使用期之间所产生的使用效率。在我国，桥梁的可靠度一般是在50年左右的时间，且结构可靠度会随着时间的流逝而越来越低。近几年来，我国不断的引进外国先进的道路桥梁的建设技术，总结了前者的经验，培育了大量的创新人才，使得我国的交通建设有了很大的进步。但是对道路桥梁可靠度分析的手法还过于原始，主要是对建设道路桥梁材质的寿命和可靠度的分析，在设计中，只对道路桥梁所需的定量要求进行分析，而缺乏对不可知系数的变量研究，这导致对建设设计中的评估出现偏差，影响了后期的可靠系数。

一个国家的发展离不开对公路工程建设事业的重视，而在公路工程工程建设中，桥梁工程占有较多的比重。只有实现了对公路桥梁工程建设的快速发展，才能够协助经济事业的建设，促进社会的和谐进步。同时，能够让更多的人享受到丰富的资源，提高人们的生活质量。随着我国经济发展速度的增大，对道路桥梁的依赖度逐渐增强，其可靠度设计问题就更加重要。应该放弃原始落后的设计估算方法，用公式对日后道路运作时受损变形的情况进行预算，对桥梁手自然影响所产生的局部脆弱结构进行分析和预测，将变量也加入设计的估算之中，以此来提高其可靠性。只有不断的进行研究和发展，才能更好的解决因为道路桥梁损坏而引起的交通事故问题，为我国综合国力的发展奠定基础，为我国人民生活生产提供坚实的保障。

2 可靠度的分析

可靠度的分析主要从荷载效应和抗力来分析，荷载效应的可靠度分析又可以分为静力可靠度分析和动力可靠度分析。桥梁作为我国交通枢纽的重要组成部分，是保证各种物资能顺利运往各地的基础保障。但是由于桥梁在使用过程中，随着使用的时间增长其受损程度也逐渐加深，一旦遭受到严重的损坏，修复较为困难，并且会耗费大量的人力、物力和财力，造成长时间的交通不便。因此，对公路桥梁的可靠度进行分析是非常有必要的。在桥梁建设技术人员设计时，一般要保证桥梁在一定的期限间不受严重的外力影响的情况下，不能发生不可修复的破坏或者坍塌。而保障桥梁可靠度的措施也主要分成了两种：(1)对桥梁结构荷载和抗力采用分项系数，以此来加强结构的安全系数。(2)采用结构的可靠度来对其进行结构设计，将不确定因素对可靠度的影响进行评估。这种思维也慢慢得到了认可，在建设设计中运用广泛。桥梁的可靠度会随着时间的流逝而降低，还会受到较大的自然条件和人为因素的影响，而桥梁的可靠度低的主要原因有三种：(1)施工设计中时对不确定因素的估测较少，导致桥梁荷载与抗力的随机性；(2)受自然灾害和认为的过度负重影响较大；(3)使用期间的桥梁易受损部位的情况无法科学的进行估测。在设计中所预留的安全限数也会在发展中大大降低，由于多样的不确定因素，所以桥梁的可靠度设计工作难以完善。在施行可靠度系数分析时，还应该对最低的安全等级进行研究设置，保障桥梁能在最低安全等级之间安全的运行，并且要与成本和维修费用相结合，制定出一个完整的计划。

3 基于易损性的可靠度的分析

通常情况下桥梁的使用寿命是在设计建造前就已经被确定了的，但是由于交通运输情况、自然环境因素、以及各种非自然因素的人为损坏等都可能致使桥梁的本身结构性能改变，造成使用寿命的缩短。因此，要结合桥梁的结构易损性来进行分析。结构易损性指的是在规定的荷载参数之中，工程构建的破坏的概率。在我国，对建筑结构易损性的研究最早源于对地震风险的评估个预测，结构易损性也被分成了五个等级：无损伤、轻微损伤、中等损伤、严重损伤、完全损伤。我国的结构可靠度研究人员对过去的桥梁道路的损伤程度和易损伤部位进行了分析和研究，得到了一个直观的损害曲线。结构损害曲线的产生不仅可以方便设计人员在日后的建筑设计中的经验分析，还可以分析出不同体系的道路桥梁在同样的受力条件下的抗损伤程度，促进了桥梁的经济发展。

并且在近年来，大型载重汽车使用的范围越来越广，数量也逐渐呈现上升的趋势，这对桥梁会造成严重的影响，虽然大部分的桥梁在使用中都会民令禁止超载现场，但是桥梁还需要通过易损性的可靠度的分析来对桥梁的使用进行合理探讨，以保证桥梁的承载能力，这也是节约资源、利用资源的科学办法。随着矛盾的发生，设计人员也意识到了该问题的严重性，所以采用了基于易损性的可靠度的分析，在对随机因素也进行计算之后，提高了对道路桥梁设计的可靠度。并且在后期的检查中，也要更加完善。

4 结 语

公路桥梁对我国的经济发展有着重要作用，是人民日常生产生活的基础设施，只有提高其稳定性，耐久性和可靠性，才能将其作用发挥发到极致。在工程设计环节时，要对桥梁道路的可靠度进行完整科学额分析，要放弃原始落后的可靠度因素的研究方式，不仅要考虑到确定的因素，还要考虑到受自然人为等因素影响的变量，只有将两者结合，才能制定出一个完善的建设计划，为道路桥梁日后的发展奠定坚实的基础，也为我国的发展创造坚实的保障。

[1] 庞于涛,袁万城,沈国煜，等.基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度研究[J].哈尔滨工程大学学报,2012,33(9):1091-1096.

[2] 赵忆寒.基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度分析[J].地球,2013,19(1):241,244.

2016-09-05

陈小凡(1976-)，男，江西永新人，工程师，研究方向：公路与桥梁。

U442

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1008-3383(2017)03-0104-01