在役公路鋼橋可靠性評(píng)估方法研究-論文.pdf

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1、在役公路鋼橋可靠性評(píng)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(píng)估方法研究潘永杰。谷牧，趙欣欣，張玉玲(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所，北京100081)摘要：為構(gòu)建在役公路鋼橋安全評(píng)估技術(shù)，保證在役橋梁的運(yùn)營(yíng)安全，研究分析基于可靠指標(biāo)和基于分項(xiàng)系數(shù)2種可靠性評(píng)估方法。依據(jù)公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程中的鋼結(jié)構(gòu)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(píng)估方法相應(yīng)技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)。研究表明，公路鋼橋技術(shù)狀況可按優(yōu)、良、中、差、劣和失效6種等級(jí)區(qū)間劃分。基于可靠指標(biāo)評(píng)估方法

2、中，優(yōu)、良、中、差、劣5種橋梁技術(shù)狀況，分別對(duì)應(yīng)評(píng)估目標(biāo)可靠指標(biāo)為4．2、3．8、3．5、3．3和3．0；基于分項(xiàng)系數(shù)評(píng)估方法中，優(yōu)、良、中、差、劣5種橋梁技術(shù)狀況，分別對(duì)應(yīng)抗力分項(xiàng)系數(shù)為1．35、1．25、1．2、1．15和1．1。2種評(píng)估方法可認(rèn)為是等效統(tǒng)一的。關(guān)鍵詞：公路銅橋；可靠性評(píng)估；可靠指標(biāo)；分項(xiàng)系數(shù)；技術(shù)狀況中圖分類(lèi)號(hào)：U446．3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671—7767(2014)05—0073—051前言鋼橋進(jìn)行疲勞壽命可靠性評(píng)估；也有文獻(xiàn)認(rèn)為不同以可靠性為基礎(chǔ)的劣化模型和以壽命周期成類(lèi)型構(gòu)件的安全指標(biāo)口介于2～4之間。評(píng)估目標(biāo)本

3、、壽命周期評(píng)估或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為代表的決策模型相可靠指標(biāo)也與剩余使用年限直接相關(guān)]。剩余使用互結(jié)合是結(jié)構(gòu)評(píng)估、管理體系的趨勢(shì)。基于可靠度年限的長(zhǎng)短直接影響著與時(shí)間相關(guān)的作用和材料性理論對(duì)橋梁承載能力的評(píng)估有2種方法：一種是直能的取值：剩余使用年限越長(zhǎng)，作用的最大值和抗力接評(píng)估(或P)并與預(yù)先擬定的目標(biāo)可靠指標(biāo)最小值的概率特性越不利，評(píng)估目標(biāo)可靠指標(biāo)就相比較；另一種是評(píng)估既有橋梁的可靠度，并制定評(píng)越小。估規(guī)范中的分項(xiàng)系數(shù)。目前國(guó)內(nèi)、外工程結(jié)構(gòu)可靠公路相關(guān)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的確定是技術(shù)狀況評(píng)估過(guò)程性評(píng)估一般采用第一種方法，即通過(guò)實(shí)測(cè)或統(tǒng)計(jì)方中的重要一環(huán)：《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)

4、范》將橋梁技術(shù)法，計(jì)算所處階段可靠指標(biāo)，與既有結(jié)構(gòu)評(píng)估目標(biāo)可狀況等級(jí)分為一、二、三、四、五類(lèi)?！豆窐蛄杭夹g(shù)靠指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，從而給出評(píng)定結(jié)果以及加固維修狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》l_6提出了5類(lèi)橋梁技術(shù)狀況單項(xiàng)控建議；第二種方法應(yīng)用的相對(duì)較少。以上2種方法制指標(biāo)，改進(jìn)了橋梁技術(shù)狀況的評(píng)定模型?！豆窐蚪孕枰_定評(píng)估目標(biāo)可靠指標(biāo)。設(shè)計(jì)階段中，提高梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》¨7則將缺損狀況分成5安全度的相對(duì)費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于限速、維修、更換等造類(lèi)評(píng)定標(biāo)度。成的費(fèi)用，因此，基于經(jīng)濟(jì)方面考慮，橋梁評(píng)估目標(biāo)以技術(shù)狀況為基礎(chǔ)的評(píng)估模型優(yōu)勢(shì)在于橋梁劣可靠指標(biāo)一般小于設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)?；?/p>

5、狀態(tài)的可識(shí)、可測(cè)，進(jìn)而達(dá)到可防的目的，可靠度不同學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)的評(píng)估目標(biāo)可靠指標(biāo)進(jìn)行了研隱含其中，若建立技術(shù)狀況與可靠度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)究。參考文獻(xiàn)[1]引入生命安全準(zhǔn)則，考慮檢測(cè)情系，就能通過(guò)直觀信息獲取既有結(jié)構(gòu)的可靠性狀態(tài)。況、結(jié)構(gòu)的破壞性質(zhì)、風(fēng)險(xiǎn)種類(lèi)3個(gè)因素，通過(guò)對(duì)原基于此，本文以公路橋梁評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，對(duì)公路鋼設(shè)計(jì)階段的目標(biāo)可靠指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，確定服役結(jié)構(gòu)橋可靠性評(píng)估方法進(jìn)行探討，將公路鋼橋評(píng)估指標(biāo)構(gòu)件目標(biāo)可靠指標(biāo)；有文獻(xiàn)規(guī)定為最低可靠指分為定性指標(biāo)和定量指標(biāo)2類(lèi)，前者包括標(biāo)度和技標(biāo)(．。為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的目標(biāo)可靠指標(biāo)降低術(shù)狀況等級(jí)的劃分，后者則需建立劣

6、化狀態(tài)與評(píng)估0．25的水平)；參考文獻(xiàn)[2]選取0．85為最低目標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)的關(guān)系?？煽恐担粎⒖嘉墨I(xiàn)[3]使用目標(biāo)可靠指標(biāo)2．0對(duì)鉚接收稿日期：2Ol3—12—04基金項(xiàng)目：交通運(yùn)輸部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)El(20113185191410)作者簡(jiǎn)介：潘永杰(1983一)，男，助理研究員，2005年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，2008年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)碩士，2011年畢業(yè)于中國(guó)鐵道科學(xué)研究院橋梁與隧道工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)博士(E—mail：panyjie@163．corn)。74世界橋梁2014，42(5)2基于可靠指標(biāo)

7、評(píng)估2．2橋梁狀態(tài)劣化參數(shù)2．1設(shè)計(jì)極限狀態(tài)方程2．2．1抗力效應(yīng)公路鋼橋最常用到的可變荷載是車(chē)輛活載，故根據(jù)檢測(cè)評(píng)定規(guī)程可知，在計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)橋梁將恒載和車(chē)輛活載作用效應(yīng)組合作為主要組結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的抗力效應(yīng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)橋梁合_8]。則設(shè)計(jì)極限狀態(tài)方程為：試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，引入檢算系數(shù)Z或Z。的方法進(jìn)行G(z)一R—G—S一0(1)修正計(jì)算。Z是通過(guò)對(duì)橋梁狀況的性狀(如焊縫有式中，R、G和S分別為結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力、恒載效應(yīng)和無(wú)開(kāi)裂、螺栓是否松動(dòng)變形、主要構(gòu)件是否出現(xiàn)異常車(chē)輛活載效應(yīng)。變形)描述得到，Z是通過(guò)荷載試驗(yàn)得到。R、G和S的均值R、G、s和標(biāo)準(zhǔn)差R

8、、O'G、s本文僅考慮對(duì)橋梁缺損狀況的性狀描述，即在可分別表示為：對(duì)鋼橋結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度、總體穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，其應(yīng)