在役公路钢桥可靠性评估方法研究

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1、在役公路钢桥可靠性评估方法研究潘永杰，谷牧，赵欣欣，张玉玲73在役公路钢桥可靠性评估方法研究潘永杰。谷牧，赵欣欣，张玉玲(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)摘要：为构建在役公路钢桥安全评估技术，保证在役桥梁的运营安全，研究分析基于可靠指标和基于分项系数2种可靠性评估方法。依据公路桥梁承载能力检测评定规程中的钢结构桥梁承载能力检算系数和活载影响修正系数，建立在役钢桥劣化状态极限状态方程，利用0．618优化法，得到2种评估方法相应技术参数及指标。研究表明，公路钢桥技术状况可按优、良、中、差、劣和失效6种等级区间划分。基于可靠指标评估方法中，优、良、中、差、劣5种桥梁技术状

2、况，分别对应评估目标可靠指标为4．2、3．8、3．5、3．3和3．0；基于分项系数评估方法中，优、良、中、差、劣5种桥梁技术状况，分别对应抗力分项系数为1．35、1．25、1．2、1．15和1．1。2种评估方法可认为是等效统一的。关键词：公路铜桥；可靠性评估；可靠指标；分项系数；技术状况中图分类号：U446．3文献标志码：A文章编号：1671—7767(2014)05—0073—051前言钢桥进行疲劳寿命可靠性评估；也有文献认为不同以可靠性为基础的劣化模型和以寿命周期成类型构件的安全指标口介于2～4之间。评估目标本、寿命周期评估或风险评估为代表的决策模型相可靠指标也与剩余使用年限直接相

3、关]。剩余使用互结合是结构评估、管理体系的趋势。基于可靠度年限的长短直接影响着与时间相关的作用和材料性理论对桥梁承载能力的评估有2种方法：一种是直能的取值：剩余使用年限越长，作用的最大值和抗力接评估(或P)并与预先拟定的目标可靠指标最小值的概率特性越不利，评估目标可靠指标就相比较；另一种是评估既有桥梁的可靠度，并制定评越小。估规范中的分项系数。目前国内、外工程结构可靠公路相关评估标准的确定是技术状况评估过程性评估一般采用第一种方法，即通过实测或统计方中的重要一环：《公路桥涵养护规范》将桥梁技术法，计算所处阶段可靠指标，与既有结构评估目标可状况等级分为一、二、三、四、五类。《公路桥梁技术

4、靠指标进行对比，从而给出评定结果以及加固维修状况评定标准》l_6提出了5类桥梁技术状况单项控建议；第二种方法应用的相对较少。以上2种方法制指标，改进了桥梁技术状况的评定模型。《公路桥皆需要确定评估目标可靠指标。设计阶段中，提高梁承载能力检测评定规程》¨7则将缺损状况分成5安全度的相对费用要远远小于限速、维修、更换等造类评定标度。成的费用，因此，基于经济方面考虑，桥梁评估目标以技术状况为基础的评估模型优势在于桥梁劣可靠指标一般小于设计可靠指标。化状态的可识、可测，进而达到可防的目的，可靠度不同学者对结构的评估目标可靠指标进行了研隐含其中，若建立技术状况与可靠度之间的对应关究。参考文献[1

5、]引入生命安全准则，考虑检测情系，就能通过直观信息获取既有结构的可靠性状态。况、结构的破坏性质、风险种类3个因素，通过对原基于此，本文以公路桥梁评估标准为基础，对公路钢设计阶段的目标可靠指标进行调整，确定服役结构桥可靠性评估方法进行探讨，将公路钢桥评估指标构件目标可靠指标；有文献规定为最低可靠指分为定性指标和定量指标2类，前者包括标度和技标(．。为设计基准期内的目标可靠指标降低术状况等级的划分，后者则需建立劣化状态与评估0．25的水平)；参考文献[2]选取0．85为最低目标目标可靠指标的关系。可靠值；参考文献[3]使用目标可靠指标2．0对铆接收稿日期：2Ol3—12—04基金项目：交通

6、运输部西部交通建设科技项El(20113185191410)作者简介：潘永杰(1983一)，男，助理研究员，2005年毕业于石家庄铁道学院土木工程专业，工学学士，2008年毕业于石家庄铁道学院结构工程专业，工学硕士，2011年毕业于中国铁道科学研究院桥梁与隧道工程专业，工学博士(E—mail：panyjie@163．corn)。74世界桥梁2014，42(5)2基于可靠指标评估2．2桥梁状态劣化参数2．1设计极限状态方程2．2．1抗力效应公路钢桥最常用到的可变荷载是车辆活载，故根据检测评定规程可知，在计算钢结构桥梁将恒载和车辆活载作用效应组合作为主要组结构承载能力极限状态的抗力效应时，

7、应根据桥梁合_8]。则设计极限状态方程为：试验检测结果，引入检算系数Z或Z。的方法进行G(z)一R—G—S一0(1)修正计算。Z是通过对桥梁状况的性状(如焊缝有式中，R、G和S分别为结构构件抗力、恒载效应和无开裂、螺栓是否松动变形、主要构件是否出现异常车辆活载效应。变形)描述得到，Z是通过荷载试验得到。R、G和S的均值R、G、s和标准差R、O'G、s本文仅考虑对桥梁缺损状况的性状描述，即在可分别表示为：对钢桥结构构件强度、总体稳定性验算时，其应