基于結構易損性分析的公路橋梁可靠度研究

陳小凡

(江西省公路橋梁工程局，江西 南昌 330000)

基于結構易損性分析的公路橋梁可靠度研究

陳小凡

(江西省公路橋梁工程局，江西 南昌 330000)

主要對公路橋梁的可靠度進行了分析，同時也對結構易損性的公路橋梁可靠度進行了研究。

結構易損性；公路橋梁發展；可靠度分析

1 可靠度基本內容

可靠度指的是公路橋梁的安全系數、有效系數、耐久系數，在設計估算之中，橋梁構建的荷載效應R和抗力SO是影響可靠度的主要因素。而在設計階段之中，荷載效應R是一個未知的變量，常常是取其的極限值來進行可靠度的估算。道路橋梁的結構可靠度指的是，道路橋梁等在預測的使用期之間所產生的使用效率。在我國，橋梁的可靠度一般是在50年左右的時間，且結構可靠度會隨著時間的流逝而越來越低。近幾年來，我國不斷的引進外國先進的道路橋梁的建設技術，總結了前者的經驗，培育了大量的創新人才，使得我國的交通建設有了很大的進步。但是對道路橋梁可靠度分析的手法還過于原始，主要是對建設道路橋梁材質的壽命和可靠度的分析，在設計中，只對道路橋梁所需的定量要求進行分析，而缺乏對不可知系數的變量研究，這導致對建設設計中的評估出現偏差，影響了后期的可靠系數。

一個國家的發展離不開對公路工程建設事業的重視，而在公路工程工程建設中，橋梁工程占有較多的比重。只有實現了對公路橋梁工程建設的快速發展，才能夠協助經濟事業的建設，促進社會的和諧進步。同時，能夠讓更多的人享受到豐富的資源，提高人們的生活質量。隨著我國經濟發展速度的增大，對道路橋梁的依賴度逐漸增強，其可靠度設計問題就更加重要。應該放棄原始落后的設計估算方法，用公式對日后道路運作時受損變形的情況進行預算，對橋梁手自然影響所產生的局部脆弱結構進行分析和預測，將變量也加入設計的估算之中，以此來提高其可靠性。只有不斷的進行研究和發展，才能更好的解決因為道路橋梁損壞而引起的交通事故問題，為我國綜合國力的發展奠定基礎，為我國人民生活生產提供堅實的保障。

2 可靠度的分析

可靠度的分析主要從荷載效應和抗力來分析，荷載效應的可靠度分析又可以分為靜力可靠度分析和動力可靠度分析。橋梁作為我國交通樞紐的重要組成部分，是保證各種物資能順利運往各地的基礎保障。但是由于橋梁在使用過程中，隨著使用的時間增長其受損程度也逐漸加深，一旦遭受到嚴重的損壞，修復較為困難，并且會耗費大量的人力、物力和財力，造成長時間的交通不便。因此，對公路橋梁的可靠度進行分析是非常有必要的。在橋梁建設技術人員設計時，一般要保證橋梁在一定的期限間不受嚴重的外力影響的情況下，不能發生不可修復的破壞或者坍塌。而保障橋梁可靠度的措施也主要分成了兩種：(1)對橋梁結構荷載和抗力采用分項系數，以此來加強結構的安全系數。(2)采用結構的可靠度來對其進行結構設計，將不確定因素對可靠度的影響進行評估。這種思維也慢慢得到了認可，在建設設計中運用廣泛。橋梁的可靠度會隨著時間的流逝而降低，還會受到較大的自然條件和人為因素的影響，而橋梁的可靠度低的主要原因有三種：(1)施工設計中時對不確定因素的估測較少，導致橋梁荷載與抗力的隨機性；(2)受自然災害和認為的過度負重影響較大；(3)使用期間的橋梁易受損部位的情況無法科學的進行估測。在設計中所預留的安全限數也會在發展中大大降低，由于多樣的不確定因素，所以橋梁的可靠度設計工作難以完善。在施行可靠度系數分析時，還應該對最低的安全等級進行研究設置，保障橋梁能在最低安全等級之間安全的運行，并且要與成本和維修費用相結合，制定出一個完整的計劃。

3 基于易損性的可靠度的分析

通常情況下橋梁的使用壽命是在設計建造前就已經被確定了的，但是由于交通運輸情況、自然環境因素、以及各種非自然因素的人為損壞等都可能致使橋梁的本身結構性能改變，造成使用壽命的縮短。因此，要結合橋梁的結構易損性來進行分析。結構易損性指的是在規定的荷載參數之中，工程構建的破壞的概率。在我國，對建筑結構易損性的研究最早源于對地震風險的評估個預測，結構易損性也被分成了五個等級：無損傷、輕微損傷、中等損傷、嚴重損傷、完全損傷。我國的結構可靠度研究人員對過去的橋梁道路的損傷程度和易損傷部位進行了分析和研究，得到了一個直觀的損害曲線。結構損害曲線的產生不僅可以方便設計人員在日后的建筑設計中的經驗分析，還可以分析出不同體系的道路橋梁在同樣的受力條件下的抗損傷程度，促進了橋梁的經濟發展。

并且在近年來，大型載重汽車使用的范圍越來越廣，數量也逐漸呈現上升的趨勢，這對橋梁會造成嚴重的影響，雖然大部分的橋梁在使用中都會民令禁止超載現場，但是橋梁還需要通過易損性的可靠度的分析來對橋梁的使用進行合理探討，以保證橋梁的承載能力，這也是節約資源、利用資源的科學辦法。隨著矛盾的發生，設計人員也意識到了該問題的嚴重性，所以采用了基于易損性的可靠度的分析，在對隨機因素也進行計算之后，提高了對道路橋梁設計的可靠度。并且在后期的檢查中，也要更加完善。

4 結 語

公路橋梁對我國的經濟發展有著重要作用，是人民日常生產生活的基礎設施，只有提高其穩定性，耐久性和可靠性，才能將其作用發揮發到極致。在工程設計環節時，要對橋梁道路的可靠度進行完整科學額分析，要放棄原始落后的可靠度因素的研究方式，不僅要考慮到確定的因素，還要考慮到受自然人為等因素影響的變量，只有將兩者結合，才能制定出一個完善的建設計劃，為道路橋梁日后的發展奠定堅實的基礎，也為我國的發展創造堅實的保障。

[1] 龐于濤,袁萬城,沈國煜，等.基于結構易損性分析的公路橋梁可靠度研究[J].哈爾濱工程大學學報,2012,33(9):1091-1096.

[2] 趙憶寒.基于結構易損性分析的公路橋梁可靠度分析[J].地球,2013,19(1):241,244.

2016-09-05

陳小凡(1976-)，男，江西永新人，工程師，研究方向：公路與橋梁。

U442

C

1008-3383(2017)03-0104-01