基于吊桿損傷失效的飛燕式拱橋

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1、基于吊桿損傷失效的飛燕式拱橋魯棒性研究摘要:魯棒性反映了結(jié)構(gòu)對(duì)局部破壞的不敏感性;H前,該方法在高層建筑中有一定應(yīng)用。本文將結(jié)構(gòu)魯郴性分析應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)中,通過分析橋梁重耍構(gòu)件及易損構(gòu)件失效時(shí)結(jié)構(gòu)整體能量變化值,確定結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的匝要性系數(shù),并基于此確定結(jié)構(gòu)的最不利損傷模烈;通過冗余技術(shù),討論結(jié)構(gòu)在特定構(gòu)件失效后的安全儲(chǔ)備。最后,本文通過一個(gè)中承式系桿拱橋模擬吊桿損傷失效實(shí)例說明結(jié)構(gòu)該計(jì)算方法在橋梁魯棒性分析中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:魯棒性;兀余度;中承式系桿拱;應(yīng)變能;中圖分類號(hào):U448.22+5文獻(xiàn)標(biāo)志碼:AResearchontherobustnessperformanceofsw

2、allowtypearchbridgebasedonthesuspenderdamageAbstract:Robustnesscanreflecttheunsensitibilityofstructuretolocaldamage;Currently,Thismethodhasacertainapplicationinhigh-risebuildings-Inthisarticle,thestructuralrobustnessanalysisofstructureisappliedinbridgeengineering,theimportanceofeachcomponentfa

3、ctorstructurecanbedeterminedthroughtheanalysisthechangeablevalueofthestructureenergywhenthevulnerablecomponentofthestructureisoutofwork,andbasedonthisthemostunfavorabledamagemodelstructurecanbeestablished;throughtheredundancytechnology,thesafetystockofstructurewhencertaincomponentisoutofworkca

4、nbeidentified.Atlast,theApplicationofthecalculationmethodofstructureofthebridgeintherobustnessisexampledbyahalf-throughtiedarchbridgeofSimulationofSuspenderDamage.Keywords:Robustness;redundancy;half-througharchbridge;strainenergy;0引言魯棒性指數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,堅(jiān)韌性。橋梁結(jié)構(gòu)的魯棒性是指橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)于意外荷載或者局部破壞的不敏感性;即單一構(gòu)件失效時(shí),結(jié)構(gòu)梏體的

5、相對(duì)穩(wěn)定性山。為避免橋梁結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生與之不対應(yīng)的大規(guī)模坍塌,口J以通過對(duì)于各個(gè)構(gòu)件魯棒性的研究,探討橋梁結(jié)構(gòu)在發(fā)生局部破壞(如拉索斷裂,某橋墩傾斜等)時(shí)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過橋梁結(jié)構(gòu)魯棒性研究,可以得出橋梁結(jié)構(gòu)屮的關(guān)鍵部位,或易損部位破壞后整體結(jié)構(gòu)的不敏感性,橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范只考慮了結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)以及正常使用極限狀態(tài),并未考慮結(jié)構(gòu)各個(gè)部件對(duì)于幣體的重要程度。研究橋梁的魯棒性問題,實(shí)質(zhì)是研究橋梁因局部破壞而引起的整體效應(yīng),即“因果不對(duì)稱”問題⑵。例如,系桿拱橋一根吊桿發(fā)生斷裂是否會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)的整體坍塌,對(duì)于人型橋梁幾I?根或者上百根m索,那些帕索發(fā)生斷裂引起結(jié)構(gòu)的整

6、體破壞較大等,又如對(duì)于城市彎橋,獨(dú)柱墩的重要程度是否大于雙柱墩,獨(dú)柱墩發(fā)牛?破壞引起的結(jié)構(gòu)破壞是否人于一根雙柱式橋墩發(fā)生破壞等。1橋梁結(jié)構(gòu)魯棒性評(píng)價(jià)方法本文討論橋梁結(jié)構(gòu)魯棒性,基于以下兒個(gè)原則:(1)對(duì)于復(fù)雜橋梁,應(yīng)通過一簡便且定量的方法確定眾多構(gòu)件(多個(gè)吊桿等)中單一構(gòu)件失效時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)影響程度。(2)由于結(jié)構(gòu)在單一構(gòu)件發(fā)生失效時(shí),往往會(huì)引起其他構(gòu)件不合理受力,進(jìn)而使其失效,因此在討論橋梁結(jié)構(gòu)魯棒性吋還考慮多個(gè)重要構(gòu)件失效的組合效應(yīng)。(3)橋梁結(jié)構(gòu)魯棒性能亦可理解為橋梁在特殊情況下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,因此該方法還可進(jìn)而演化為橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)佔(zhàn)的一個(gè)方面。計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)的魯棒性,首先要確定結(jié)構(gòu)可能

7、發(fā)牛的最不利初始損傷模型,即對(duì)于大型橋梁或復(fù)朵橋梁,判別其重要構(gòu)件或易損構(gòu)件。具體方法有,柳承茂⑶提出的剛度評(píng)估方法,該方法基于結(jié)構(gòu)剛度,缺點(diǎn)是未考慮外荷載作用;高揚(yáng)⑷提出的考慮外荷載作用的計(jì)算方法,但該方法只適用于滿應(yīng)力桁架結(jié)構(gòu),黃冀卓提岀的鋼框架結(jié)構(gòu)基于應(yīng)變能分析的評(píng)估方法⑸等。木文應(yīng)用鋼框架結(jié)構(gòu)基于應(yīng)變能分析的評(píng)估方法,將其應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。橋梁結(jié)構(gòu)魯棒性能計(jì)算方法如下圖1所示:圖1橋梁結(jié)構(gòu)魯棒性分析方法計(jì)算流程圖1.1橋梁構(gòu)件重要性計(jì)算確定結(jié)構(gòu)最不利損

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