基于吊杆损伤失效的飞燕式拱桥

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1、基于吊杆损伤失效的飞燕式拱桥鲁棒性研究摘要：鲁棒性反映了结构对局部破坏的不敏感性；H前，该方法在高层建筑中有一定应用。本文将结构鲁郴性分析应用于桥梁结构中，通过分析桥梁重耍构件及易损构件失效时结构整体能量变化值，确定结构各个构件的匝要性系数，并基于此确定结构的最不利损伤模烈；通过冗余技术，讨论结构在特定构件失效后的安全储备。最后，本文通过一个中承式系杆拱桥模拟吊杆损伤失效实例说明结构该计算方法在桥梁鲁棒性分析中的应用。关键词：鲁棒性；兀余度；中承式系杆拱；应变能；中图分类号：U448.22+5文献标志码：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引言鲁棒性指数据的稳定性，坚韧性。桥梁结构的鲁棒性是指桥梁结构对于意外荷载或者局部破坏的不敏感性；即单一构件失效时，结构梏体的

5、相对稳定性山。为避免桥梁结构因局部破坏而发生与之不対应的大规模坍塌，口J以通过对于各个构件鲁棒性的研究，探讨桥梁结构在发生局部破坏（如拉索断裂，某桥墩倾斜等）时整体结构的稳定性。通过桥梁结构鲁棒性研究，可以得出桥梁结构屮的关键部位，或易损部位破坏后整体结构的不敏感性，桥梁结构设计规范只考虑了结构的承载能力极限状态以及正常使用极限状态，并未考虑结构各个部件对于幣体的重要程度。研究桥梁的鲁棒性问题，实质是研究桥梁因局部破坏而引起的整体效应，即“因果不对称”问题⑵。例如，系杆拱桥一根吊杆发生断裂是否会引起桥梁结构的整体坍塌，对于人型桥梁几I•根或者上百根m索，那些帕索发生断裂引起结构的整

6、体破坏较大等，又如对于城市弯桥，独柱墩的重要程度是否大于双柱墩，独柱墩发牛•破坏引起的结构破坏是否人于一根双柱式桥墩发生破坏等。1桥梁结构鲁棒性评价方法本文讨论桥梁结构鲁棒性，基于以下儿个原则：（1）对于复杂桥梁，应通过一简便且定量的方法确定众多构件（多个吊杆等）中单一构件失效时对结构影响程度。（2）由于结构在单一构件发生失效时，往往会引起其他构件不合理受力，进而使其失效，因此在讨论桥梁结构鲁棒性吋还考虑多个重要构件失效的组合效应。（3）桥梁结构鲁棒性能亦可理解为桥梁在特殊情况下的风险评估，因此该方法还可进而演化为桥梁结构风险评佔的一个方面。计算桥梁结构的鲁棒性，首先要确定结构可能

7、发牛的最不利初始损伤模型，即对于大型桥梁或复朵桥梁，判别其重要构件或易损构件。具体方法有,柳承茂⑶提出的刚度评估方法，该方法基于结构刚度，缺点是未考虑外荷载作用；高扬⑷提出的考虑外荷载作用的计算方法，但该方法只适用于满应力桁架结构，黄冀卓提岀的钢框架结构基于应变能分析的评估方法⑸等。木文应用钢框架结构基于应变能分析的评估方法，将其应用于桥梁结构的计算方法。桥梁结构鲁棒性能计算方法如下图1所示：图1桥梁结构鲁棒性分析方法计算流程图1.1桥梁构件重要性计算确定结构最不利损