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      橋梁結(jié)構(gòu)冗余度的評價指標(biāo)研究

      2017-03-27 19:10:51張宏錸田娟
      科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年4期
      關(guān)鍵詞:橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系冗余度

      張宏錸+田娟

      摘 要:冗余度是結(jié)構(gòu)體系在特定危機(jī)事件中的強(qiáng)度儲備,或是意外發(fā)生時,保證結(jié)構(gòu)持續(xù)履行功能的能力。冗余度更多應(yīng)該是結(jié)構(gòu)整體的一種對“災(zāi)難”的承受能力。橋梁結(jié)構(gòu)的冗余度可以借用橋梁結(jié)構(gòu)可靠度的某些參數(shù)和指標(biāo)來描述,而不應(yīng)該成為結(jié)構(gòu)可靠度的一種貢獻(xiàn)。文章重點介紹了在不同荷載水平下,對橋梁結(jié)構(gòu)冗余度的評估,并提供一種非主觀性的、確定性的評價指標(biāo)。

      關(guān)鍵詞:冗余度;結(jié)構(gòu)體系;橋梁結(jié)構(gòu);評價指標(biāo)

      引言

      美國1967年銀橋(Silver Bridge or Point Pleasant Bridge)的垮塌和1983年米阿納斯河橋(Mianus River Bridge)的垮塌事故,對AASHTO規(guī)范有很顯著的影響。在1996年AASHTO的首版荷載抗力系數(shù)設(shè)計法規(guī)范中,首次在設(shè)計原則中明確提出冗余度的要求。

      1 橋梁結(jié)構(gòu)冗余度的定義

      橋梁結(jié)構(gòu)的冗余度是指結(jié)構(gòu)在局部破壞的情況下,整體結(jié)構(gòu)繼續(xù)承受荷載的能力。更確切一些也可以理解為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的承載能力儲備率(或者稱為強(qiáng)度儲備率)。橋梁結(jié)構(gòu)的局部破壞形式可以是構(gòu)件或連接突然的脆性破壞,也可以是橋梁局部發(fā)生大變形后的延性破壞;破壞的原因可能是嚴(yán)重的活載超載、構(gòu)件的疲勞斷裂、水流沖刷導(dǎo)致地基承載力下降,或是突發(fā)事故如車撞、船撞、地震等。

      2 橋梁結(jié)構(gòu)的冗余度分析

      冗余度分析的主要目的不是判斷橋梁失效在損失一個構(gòu)件后能否繼續(xù)服務(wù),而是研究橋梁系統(tǒng)在失去一個構(gòu)件后,在相關(guān)部門發(fā)現(xiàn)損傷并采取處理措施(如關(guān)閉交通、維修、重建)之前的這一時間段內(nèi),能繼續(xù)安全承擔(dān)交通荷載的能力。

      評估橋梁冗余水平,首先要理解橋梁系統(tǒng)在荷載作用下的響應(yīng)。橋梁系統(tǒng)的性能可用圖1表示。該圖反映了不同荷載水平下的橋梁的響應(yīng),以及橋梁構(gòu)件安全性、系統(tǒng)安全性、系統(tǒng)冗余評估的相應(yīng)準(zhǔn)則。橋梁響應(yīng)用臨界截面的最大位移來衡量。

      圖1中的A線表示某一完好、延性橋梁系統(tǒng)在不同荷載水平下的最大撓度,“完好系統(tǒng)”指橋梁結(jié)構(gòu)未經(jīng)受破壞性荷載或事件。

      在進(jìn)行承載能力分析時,最初只考慮橋梁恒載,然后在此基礎(chǔ)上逐級施加瞬載。當(dāng)瞬載達(dá)到LF1時,第一個構(gòu)件失效,LF1反映構(gòu)件安全水平。LF1代表結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在第一構(gòu)件達(dá)到極限承載能力之前能承受的荷載,可以用實際荷載值衡量,也可以用基本荷載的倍數(shù)衡量,如設(shè)計貨車荷載的輛數(shù)。

      通常,荷載達(dá)到LF1后,整個橋梁還可繼續(xù)承載加載,直到瞬載達(dá)到LFu。LFu可衡量橋梁系統(tǒng)安全性。橋梁撓度過大,則其功能性不滿足要求,不宜繼續(xù)使用,LFf用來衡量系統(tǒng)功能性,荷載達(dá)到此值則橋梁失去功能性。

      如果橋梁因一個或多個構(gòu)件發(fā)生了脆性破壞而經(jīng)受了大的破壞,其行為可用圖1B曲線“受損橋梁”表示。瞬載達(dá)到LFd時,受損橋梁達(dá)到極限承載能力,LFd衡量受損系統(tǒng)的殘余安全度。

      因為冗余的定義是結(jié)構(gòu)在失去一個主要構(gòu)件后繼續(xù)承擔(dān)荷載的能力,原始完好橋梁系統(tǒng)和受損橋梁系統(tǒng)的總承載力分別用圖1中的LFu,LFf,LFd衡量。這些值與最關(guān)鍵構(gòu)件的承載力LF1的比值,即是橋梁冗余的度量。研究者將其定義為“系統(tǒng)儲備率”或者“冗余率”,強(qiáng)度極限狀態(tài)對應(yīng)的冗余率表示為Ru,工作極限狀態(tài)的冗余率表示為Rf,受損橋梁的冗余率表示為Rd。

      冗余率Ru,Rf與Rd為橋梁冗余提供了非主觀的、確定性的評價指標(biāo)。例如,如果Ru=1,(即Lfu=LF1),橋梁系統(tǒng)的極限承載能力等于橋梁關(guān)鍵構(gòu)件的承載能力,該類橋梁是非冗余橋梁。橋梁冗余水平隨著Ru的增大而增大。

      為了檢查橋梁系統(tǒng)是否有足夠的冗余水平,只需利用非線性結(jié)構(gòu)分析軟件計算LFu,LFf,LFd及LF1,以驗證Ru,Rf和Rd是否足夠。如果系統(tǒng)構(gòu)造不能提供足夠的冗余度,則應(yīng)改變構(gòu)造。需要注意的是即使Ru,Rf和Rd低于預(yù)期,只要LFu,LFf,LFd及LF1值比較高,橋梁仍可能具備較高的構(gòu)件、系統(tǒng)安全水平,而有些橋梁雖然冗余水平足夠高,但由于構(gòu)件安全水平LF1太低,在一些情況下仍然不安全。

      因此,橋梁設(shè)計規(guī)范的目的不是提供足夠的冗余水平,而是保障足夠的系統(tǒng)安全水平。如果橋梁系統(tǒng)的冗余水平低,應(yīng)提高橋梁構(gòu)件的安全儲備,即提高LF1,LFu,LFf,和LFd,降低構(gòu)件失效的概率,更重要的是,降低系統(tǒng)坍塌的概率。

      3 結(jié)束語

      評價構(gòu)件和系統(tǒng)安全性,需要借助非線性分析方法,計算LF1,LFu,LFf及LFd,看其是否滿足要求。計算橋梁結(jié)構(gòu)冗余度的方法是用3D有限元軟件(如abaqus,midascivil),建立橋梁模型,先計算橋梁在初始(完好)狀態(tài)的承載力,然后分析不同破壞工況下橋梁的承載力,通過對比分析,得出橋梁的冗余水平。但是,系統(tǒng)安全與冗余分析需要較高的專業(yè)水平,不適用于常規(guī)橋梁的常規(guī)評估。因此建議針對常見類型橋梁的設(shè)計與安全評價,引入系統(tǒng)因子,簡化系統(tǒng)安全與冗余分析,對于冗余水平低不滿足要求的橋梁,提高其構(gòu)件的安全儲備。

      參考文獻(xiàn)

      [1]GB/T50283-1999.公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

      [2]AASHTO.AASHTOLRFDBRIDGEDESIGNSPECIFICATIONS,6THE

      D.WASHINGTON,DC.2010.

      [3]尹德平,鄧宇.橋梁設(shè)計的冗余度[J].橋梁建設(shè),2013.

      [4]冷艷玲,肖陽劍.預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋上部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安全評估[J].公路交通科技,2016.

      [5]方睿,張煒煒.淺談橋梁設(shè)計的冗余度[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015.

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