在役公路鋼橋可靠性評估方法研究

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1、在役公路鋼橋可靠性評估方法研究潘永杰，谷牧，趙欣欣，張玉玲73在役公路鋼橋可靠性評估方法研究潘永杰。谷牧，趙欣欣，張玉玲(中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京100081)摘要：為構建在役公路鋼橋安全評估技術，保證在役橋梁的運營安全，研究分析基于可靠指標和基于分項系數(shù)2種可靠性評估方法。依據(jù)公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程中的鋼結構橋梁承載能力檢算系數(shù)和活載影響修正系數(shù)，建立在役鋼橋劣化狀態(tài)極限狀態(tài)方程，利用0．618優(yōu)化法，得到2種評估方法相應技術參數(shù)及指標。研究表明，公路鋼橋技術狀況可按優(yōu)、良、中、差、劣和失效6種等級區(qū)間劃分?；诳煽恐笜嗽u估方法中，優(yōu)、良、中、差、劣5種橋梁技術狀

2、況，分別對應評估目標可靠指標為4．2、3．8、3．5、3．3和3．0；基于分項系數(shù)評估方法中，優(yōu)、良、中、差、劣5種橋梁技術狀況，分別對應抗力分項系數(shù)為1．35、1．25、1．2、1．15和1．1。2種評估方法可認為是等效統(tǒng)一的。關鍵詞：公路銅橋；可靠性評估；可靠指標；分項系數(shù)；技術狀況中圖分類號：U446．3文獻標志碼：A文章編號：1671—7767(2014)05—0073—051前言鋼橋進行疲勞壽命可靠性評估；也有文獻認為不同以可靠性為基礎的劣化模型和以壽命周期成類型構件的安全指標口介于2～4之間。評估目標本、壽命周期評估或風險評估為代表的決策模型相可靠指標也與剩余使用年限直接相

3、關]。剩余使用互結合是結構評估、管理體系的趨勢?；诳煽慷饶晗薜拈L短直接影響著與時間相關的作用和材料性理論對橋梁承載能力的評估有2種方法：一種是直能的取值：剩余使用年限越長，作用的最大值和抗力接評估(或P)并與預先擬定的目標可靠指標最小值的概率特性越不利，評估目標可靠指標就相比較；另一種是評估既有橋梁的可靠度，并制定評越小。估規(guī)范中的分項系數(shù)。目前國內、外工程結構可靠公路相關評估標準的確定是技術狀況評估過程性評估一般采用第一種方法，即通過實測或統(tǒng)計方中的重要一環(huán)：《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》將橋梁技術法，計算所處階段可靠指標，與既有結構評估目標可狀況等級分為一、二、三、四、五類?！豆窐蛄杭夹g

4、靠指標進行對比，從而給出評定結果以及加固維修狀況評定標準》l_6提出了5類橋梁技術狀況單項控建議；第二種方法應用的相對較少。以上2種方法制指標，改進了橋梁技術狀況的評定模型?！豆窐蚪孕枰_定評估目標可靠指標。設計階段中，提高梁承載能力檢測評定規(guī)程》¨7則將缺損狀況分成5安全度的相對費用要遠遠小于限速、維修、更換等造類評定標度。成的費用，因此，基于經(jīng)濟方面考慮，橋梁評估目標以技術狀況為基礎的評估模型優(yōu)勢在于橋梁劣可靠指標一般小于設計可靠指標?；癄顟B(tài)的可識、可測，進而達到可防的目的，可靠度不同學者對結構的評估目標可靠指標進行了研隱含其中，若建立技術狀況與可靠度之間的對應關究。參考文獻[1

5、]引入生命安全準則，考慮檢測情系，就能通過直觀信息獲取既有結構的可靠性狀態(tài)。況、結構的破壞性質、風險種類3個因素，通過對原基于此，本文以公路橋梁評估標準為基礎，對公路鋼設計階段的目標可靠指標進行調整，確定服役結構橋可靠性評估方法進行探討，將公路鋼橋評估指標構件目標可靠指標；有文獻規(guī)定為最低可靠指分為定性指標和定量指標2類，前者包括標度和技標(．。為設計基準期內的目標可靠指標降低術狀況等級的劃分，后者則需建立劣化狀態(tài)與評估0．25的水平)；參考文獻[2]選取0．85為最低目標目標可靠指標的關系?？煽恐担粎⒖嘉墨I[3]使用目標可靠指標2．0對鉚接收稿日期：2Ol3—12—04基金項目：交通

6、運輸部西部交通建設科技項El(20113185191410)作者簡介：潘永杰(1983一)，男，助理研究員，2005年畢業(yè)于石家莊鐵道學院土木工程專業(yè)，工學學士，2008年畢業(yè)于石家莊鐵道學院結構工程專業(yè)，工學碩士，2011年畢業(yè)于中國鐵道科學研究院橋梁與隧道工程專業(yè)，工學博士(E—mail：panyjie@163．corn)。74世界橋梁2014，42(5)2基于可靠指標評估2．2橋梁狀態(tài)劣化參數(shù)2．1設計極限狀態(tài)方程2．2．1抗力效應公路鋼橋最常用到的可變荷載是車輛活載，故根據(jù)檢測評定規(guī)程可知，在計算鋼結構橋梁將恒載和車輛活載作用效應組合作為主要組結構承載能力極限狀態(tài)的抗力效應時，

7、應根據(jù)橋梁合_8]。則設計極限狀態(tài)方程為：試驗檢測結果，引入檢算系數(shù)Z或Z。的方法進行G(z)一R—G—S一0(1)修正計算。Z是通過對橋梁狀況的性狀(如焊縫有式中，R、G和S分別為結構構件抗力、恒載效應和無開裂、螺栓是否松動變形、主要構件是否出現(xiàn)異常車輛活載效應。變形)描述得到，Z是通過荷載試驗得到。R、G和S的均值R、G、s和標準差R、O'G、s本文僅考慮對橋梁缺損狀況的性狀描述，即在可分別表示為：對鋼橋結構構件強度、總體穩(wěn)定性驗算時，其應