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桥梁结构应具有足够的强度,以承受作用于其上的重力和附加力;结构各部必须具有足够的刚度,以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形;结构各部尺寸必须具有适当大小,以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲,丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性,致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害,其具体原因如下:
1.原设计荷载偏低,交通发展后车辆荷载增大,桥梁因承载能力不足而产生病害。
2.结构设计中存在缺陷,如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。
3.桥梁施工质量差,未按设计要求和施工规程实施。
4.不重视桥梁后期养护工作,没有及时消除己产生的病害。
5.洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。
6.地质条件差,如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
二、桥梁加固的一般流程
在桥梁结构发生病害后,需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序:
结构可靠性鉴定—加固方案确定—加固设计—施丁组织设计—施工—验收。
结构可靠性鉴定,主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方,加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程,对于大型结构加固,为确保质量和安全,施工前应编制施工组织设计。
三、桥梁加固增强技术
桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强,下面介绍其特点及其适用的场合。
(一)裂缝修补技术
裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性,主要技术有:
1.表面处理法,在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料,以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝,要设法使用有伸缩性的材料。
2.注浆法,在裂缝中注入树脂或水泥类材料,以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂,多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用,可以增强裂缝部位的整体性,是一种防止裂缝继续发展的好办法。
3.充填法,这是一种适合于修补较宽裂缝的方法,具体做法是沿裂缝凿一条深槽,然后在槽内嵌补各种粘结材料,如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。4.表面喷涂法,喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面,喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层,来封闭裂缝的修补方法。喷浆前,需要把结构表面的剥离部分除去,再用水冲洗清洁,并在开始喷浆之前把基层湿润,然后再开始喷浆。
5.粘结钢板封闭法,当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时,可对裂缝先进行处理之后,再在裂缝处粘结钢板,并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
(二)桥梁加固增强技术
本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。
加大截面加固法采用增大构件的截面面积,根据荷载大小和净空条件不同,可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部,以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合,必须保证粘和剂的质量
外部预应力加固法指运用预应力原理,在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力,可以抵消部分自重应力,起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩,把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁,以减小梁内控制截面峰值弯矩,提高承载能力的一种加固方法。
增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定,并具有足够承载能力的情况下,可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁,这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布,使原梁中所受荷载得以减少,加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时,兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好,而承载能力不能满足要求的场合。
(三)桥梁结构加固新技术——锚喷
关键词:系统桥梁分形
一、系统论
1945年贝塔郎菲提出了一般系统论的新思维,随后维纳、申农分别提出了控制论和信息论,从而使得人们对事物整体和部分的关系看法由机械整体性发展到系统整体性。60~70年代间,系统科学出现了耗散结构论(普里高津)、协同论(哈肯)、超循环论(艾根)和突变论(托姆),主要讨论系统的存在、发展和消亡,强调任何一个净化系统都能够自行组织,并且不同要素之间具有协调作用。70年代以来,对系统最核心的问题即系统机制的研究得到广泛关注,出现了对系统机制解释的混饨理论、分形理论、孤波理论等,构成了系统动力学理论,主要考察系统的非线性机制。
凡物皆系统,考察任何系统都要对其要素、结构、功能、环境等方面进行分析。系统具有以下主要特性:①加和性和非加和性;②整体不等于部分之和;③整体功能取决于要素、结构和环境;④结构决定了系统的功能。系统处于非平衡态,需要外加的能量(或信息)来维持,因此,能够产生新的结构的系统一定是开放的。系统远离平衡态失稳以至形成新的结构要依赖于非线性的反常涨落。涨落在远离平衡时起驱动作用,不可逆性会导致新的结构,产生新的质。
系统论已被应用于很多领域,本文旨在应用系统研究的思想来系统地理解桥梁结构的一些新领域,进而将系统机制理论引入桥梁系统的研究。
二、桥架结构系统
桥梁是由多种材料、不同结构组合而成的复杂系统。桥梁结构系统的要素、结构、功能及环境的简要示意图。桥梁结构系统是桥梁工程大系统的一个子系统,不同的桥梁结构体系又构成各个更低层次的子系统。要素中的各种基本构件也构成一个层面上的系统,有其自身的要素、结构、功能和环境。
桥梁结构系统整体不等于部分之和。单个基本构件,比如单个梁构件,是无法实现跨越峡谷甚至海峡的目的的,而多个构件按照一定的构造规则组成悬索桥或斜拉桥就可以实现。结构系统的整体功能取决于构件单元、结构体系和环境状况,其中起决定性的是系统的结构,通常只有大跨斜拉桥和悬索桥才能作为跨海大桥的候选桥型,对抗震性能要求较高的地区,应选用抗震性能较好的结构系统,如连续刚构、斜拉桥等,或对连续梁等桥型进行结构的改进,设计支座单元,达到减震目的。
耗散结构理论认为,在远离平衡状态的非平衡区内,在非线性的非平衡作用下系统演化方向是不确定的,系统的平衡可能失稳,发生突变或分又,系统呈现出新的结构稳定状态。这种结构是一种非平衡的结构,接受环境注入系统的负熵流才能稳定。桥梁的非线同样体现了这一思想,桥梁的失稳为系统突变所致,地震荷载作用下的桥梁系统的延性抗震性能也是结构非线性性能的体现。
三、桥架结构的系统研究思路
1.系统识别与健康监测
结构系统识别是通过试验和计算机来实现对结构的建模。桥梁结构可以看作一?quot;灰箱"系统,处于一定环境中的桥梁结构,一定的输入对应一定的输出,通过对系统输出和输入的分析,可以实现对结构系统的判断和识别。对这样一个灰箱的识别首先应确立一个由梁整体监测的许多困难,对桥梁在使用年限内工作特性的变化缺乏全面深入的研究,难以建立客观同一的桥梁状态评估标准。所以整个技术的成功开发乃至系统目标的最终实现有赖于更好地结合系统自身的要素、结构和系统工作环境。
具体实现桥梁结构系统的健康监测与状态评估,当前主要有以下几方面的工作【2】
(1)针对系统输出:开发和应用以无线通讯技术为手段的数据采集系统;开发能适用于交通荷载风荷载及定点测试荷载的传感器最优布设技术;
(2)针对系统输入和输出的反向分析:采用动态边界子结构原理,开发以结构模型修正法为基础的结构损伤识别技术;研究非线性结构模型的时域评估方法及系统识别技术;寻找更适合桥梁监测的新指纹;开发桥梁观察与监测收据管理系统及决策专家系统;综合良态建模技术,改善有限元模型修正方法;
(3)系统分析的终端应用:根据观察与监测的结果分析实桥的剩余承载能力;建立桥梁安全准则及能用于桥梁整个寿命过程经济评价的估价模型。
2.系统控制
古典控制理论起源于本世纪20年代,主要以单变量线性定常系统为研究对象,以频率法为主要方法研究控制系统的动态特性。50年代以来,逐渐出现了多变量系统、系统灵敏度分析、动态系统测试状态空间方法和Bellman动态规划等现代控制理论方法【5】。
在系统与控制理论中,主要研究动力学系统。桥梁结构在动力荷载作用下,表现为不确定性的随机系统,其非线受到越来越多的关注和研究。尤其在桥梁的抗震和抗风领域,近年来从传统的抗震抗风设计思路发展到结构控制思想。目前的结构控制方式主要有被动控制、主动控制和混合控制,被动控制是通过支座、阻尼器等装置来消耗输入系统的外部环境能量;主动控制的基本思想是通过主动施加外部能量来抵消和消耗环境输入能量,使偏高平衡状态的系统在新的注入能量流作用下找到平衡。
早在1890年,最早的隔震器就产生了,当前已应用的有叠层橡胶、旋转弹簧等多种支座和弹塑性、粘性、干摩擦等阻尼器用于对系统的被动控制。Constantinou在1991年提出了采用位移控制装置和滑动支座相结合的滑动隔震体系,最大限度地减少了输入能量向结构系统的传递[4].
有些主动控制技术(如AMD)已经进入实用阶段,在日本已经建成了一批主动控制的建筑。通过主动控制,一方面可以用最有效的方法抵抗外部激励,另一方面可以直接减小输入到结构上的激励水平。当前有主动连杆控制技术和主动调质阻尼器系统(AMD)技术实现对系统的主动控制。混合控制系统当前主要有对振动控制系统、混合基础隔震系统和可变阻尼系统。当前的这些技术还处于发展之中,不但在桥梁抗震抗风领域,而且在房屋等建筑领域甚至是整个土木工程都有广阔的应用前景。
3.系统非线性机理
传统自然科学趋向于强调稳定、有序、单一、均匀与平衡,带有线性的色彩,到本世纪70年代前后,自然科学的锋芒开始转向现实世界的失稳、无序、多重性、不均匀和非平衡等方面。非线性系统已成为自然科学的主要研究对象,因为非线性是一切复杂现象的本源[5]。
1973年,费根包姆提出的混饨理论大大推进了非线性理论在系统科学中的应用,混饨理论、分形论、孤波理论共同构成系统动力学理论,探讨系统的非线性机制。桥梁结构系统也是一个混饨系统,具有不可预测性、不可分解性和存在规律性,而且这一混饨系统具有分形性质,即自相似性。这里重点讨论桥梁系统动力学行为特别是桥梁抗震系统中的分形特征。
(1)分形与分维
1977年,Mandelbrot出版了专著《分形、机遇和维数》(Fractal:Form,ChanceandDimension,Freemen,SanFrancisco,1977),标志着分形理论的诞生。分形是其组成部分以某种方式与整体相似的形,即分形是指一类无规则、混乱而复杂但其局部与整体有相似性的体系。
数学家按一定的规则构造出具有严格自相似性的规则分形集合。如康托尔三分集、谢尔宾斯基垫片、柯曲折线等。柯曲折线的结构,具有严格的自相似性。自然界中被认为是分形系统的海岸线、云层边缘、地球表面、断口表面以及液体湍流等,没有一个严格意义上的分形,其自相似性是近似的或统计意义上的相似,分形自然体在局部和整体的某种相似性通常只是在某些特定的尺度范围内才成立,这些尺度范围被称为"无标度区",这种只在无标度区内具有自相似性的分形也称随机分形。形态(结构)、信息、功能或时间上具有自相似性的客体称为广义分形[6]。
在实际问题中,为了考察一个事物是否存在局部和整体的相似性,只要检验该事物是否存在"无标度区"即可。以尺度r把事物分成N个相似的部分,对变化的r画出igr-lgN曲线,然后检验曲线上是否存在明显的直线段,直线段对应的r的区域即是无标度区。此方法的理论依据是自相似集的相似维数(一lgN/lgr)是不依赖于尺度r的一个常数。分维是描述分形特征的定量参数,因为所描述的具体对象不同,分维计算的具体形式也有多种,如相似维数、容量维数、信息维数、关联维数、集团分维和质量分维等。
地震学界已开始对地震的时、空、强度分维及其多分维进行了大量研究。普遍认为地震是多重分形的。分维值在地震前后的变化为探讨地震前兆场的复杂性提供了有效的分析工具。在桥梁抗震中,结构破坏与地震输入和结构反应特征有关。从弹性反应谱的三联谱中,很容易发现无论是岩石场地弹性反应谱还是结构的弹性反应谱均具有明显的分形特征。P.S.Symonds对一个具有两个自由度的梁构件模型在瞬时冲击荷载作用下的弹塑性反应进行了分维研究,计算得自相似维数为0.78,表明位移反应图对冲击荷载标度具有独立性[7]。
(2)桥梁抗震及分形特征
如同分形广泛存在于自然科学和社会科学的诸多领域中一样,分形同样存在于桥梁抗震领域[10]
①作为输入荷载的地震动,其能量具有分形特征,而且能量分维Dfe有可能成为地震预报的新参数。
②地震动反应谱,作为地震动特性与结构动力反应相互联系的纽带,也是统计意义上的分形结构,它也决定了结构反应的分形特征,特别是以周期为标度,结构反应应该与反应谱具有一致的无标度区。
③对墩柱破坏准则的研究发现,变形一能量双重破坏准则的破坏指数是划分桥梁域往不同破坏程度的合理指标,以输入地震动的峰值或以墩柱体积配箍率为标度,破坏指数具有近似分维特征。建立连续梁桥等代分析模型,代替复杂的结构有限元模式来分析结构的地震反应。通过理论分析与桥例计算可见,以刚度比为标度,结构周期、墩底弯矩和墩顶位移反应存在无标度区;以周期为标度.墩底弯矩和墩顶位移反应同样具有明显的分形特征.与反应谱所体现的分形特征一致【8】。
结合南京长江二桥南汉桥和杨浦大桥两个桥例,建立有限元模型,考虑边跨主跨跨径比、梁墩刚度、局部构件、支座单元等对结构动力反应的影响。通过分析可以发现,对于不同的标度,无论是跨度比、梁墩刚度比还是支座的刚度等等。动力反应都表现出近似多重分形特征,分维值可以反映动力反应对于不同标度的敏感程度【9】。
研究桥梁结构动力特性是否具有分形特征,是分形和分维概念应用于桥梁结构动力分析领域中的关键点。通过对国内外大量已有实桥动力特性资料的统计和桥例分析可见[10]:
①斜拉桥的纵飘基频对于跨径尺度,主塔侧弯基频对于塔高,体系坚弯基频对于跨径,侧弯基频对于跨宽比以及扭转基频对于跨径都具有统计意义上的分形特征。
②悬索桥竖弯基频、侧弯基频及扭转基频对于跨径或主缆垂度,具有统计分形特征,利用分数维,可以得到比常用估算公式更为接近实桥值的基频简化计算公式。
③对于梁桥动力特性的大量实测结果表明,简支梁桥基频对于跨径标度是分维为0.923~0.933的统计分形结构。以桥长为标度,小跨径桥梁的基本侧向周期分维为1.20。桥梁结构系统涉及参数多,统一的规律多存在于定性阶段。分维的概念使得对于性质的认识可以定量描述,正如在许多领域,分维对非线性、无规则现象的描述那样。显然,这还需要大量的工作和艰辛的努力。以上分析表明,混饨系统存在规律性,分形就是描述这种规律的一种理论,事实上,分形规律不仅仅在桥梁抗震领域存在,在桥梁大系统中乃至整个土木工程领域中都广泛存在着。
四、结论
通过以上分析可见:
(1)桥梁结构是一个要素和结构复杂、具有生存环境和结构功能的动力学系统;
(2)系统最关键的部分--结构是桥梁结构系统识别和健康监测的重点,特别是结构的指纹分析;
关键词:工程结构可靠度综述
对于结构可靠性这一学科,从其诞生到现在已经有了长足的发展:从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性,使得这一理论日臻丰富和完善,并深入渗透到各个学科和领域。
一、结构可靠性理论研究历史
长期以来,人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠,没有一个量的标准来衡量。1939年,英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中,首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h,这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1];二战后期,德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则,将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积,从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2];1942年,美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间,军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视,同时率先对可靠性问题进行了系统地研究,并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”,简称AGREE(AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年,国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56,协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来,可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。
结构可靠性理论的产生,是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志,在结构可靠度理论发展初期,只有少数学者从事这方面的研究工作,如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题;1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法,这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926~1929年,前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法,但当时方法不够严格,因此,未付诸实施。1935年斯特列律茨基,1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章,结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是,弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文,奠定了结构可靠性的理论基础。
从20世纪40年代初期到60年代末期,是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入,经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期,结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用,其原因如下[5]:
1.传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固,认为没必要改变已用的结构设计方法,而且,结构的失效很少发生,即使发生结构失效,绝大数是由于人为差错造成的,并非结构设计方法问题。
2.基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦,涉及到当时比较难处理的统计数学问题。
3.当时有用的统计数据极少,不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。
除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外,当时结构可靠性理论本身也面临两大难题:
(1)结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况,即模型误差是未知的。
(2)即使是对一个简单的结构,其失效模式可能多到难以计数,更不用说进行可靠度分析。
因此,二十世纪60年代初期,许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题,他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价,康奈尔(C.A.Cornell)等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法,并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法,利用结构的可靠指标β,而不是失效概率Pf,,作为结构可靠性的一种量度量,使结构的可靠性理论达到实用的目的。
二、国内外工程结构可靠性理论研究现状
二十世纪70年代至80年代,是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期,自从康奈尔(C.A.Cornell)提出了一次二阶矩法之后,林德(N.C.Lind)根据康奈尔(C.A.Cornell)的可靠指标,推证出一整套荷载和抗力安全系数,这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后,德国的拉克维茨(R.Rackwitz)和菲斯勒(B.Fiessler),对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法,这种方法经过系统改进之后,作为结构安全度联合委员会(JCSS)的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳,我国的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。
三、桥梁结构可靠性理论研究现状
桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]:在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下,根据规定的目标可靠指标,选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内,在规定的条件下,保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面,且侧重于可靠度设计方面,对结构耐久性方面的研究,特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估,准确预测出其剩余寿命,才能保证结构在寿命延续期内的安全性,节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中,存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护,使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来,国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致,从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性,减少早期桥梁病害,从而节约后期桥梁的维修费用,因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。
四、工程结构可靠性理论研究发展趋势
进入二十世纪80年代后,结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点,并已出版了许多专著,对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言,如下几方面是结构可靠度理论研究的热点:
1.结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题,许多学者对此从不同角度进行了研究,提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为FerryBorgesCastanheta组合情况下的计算方法问题;利用系统系数,针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同,计算系统可靠度并进行结构设计的方法;利用蒙特卡洛(Monte-Carlo)法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等,同时,一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之,系统可靠度分析研究内容丰富,难度较大。
2.对结构极限状态分析的改进,除考虑强度极限状态外,还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态,以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。
3.目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题,但与实际情况相比,这方面的问题还远远没有解决。
4.人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成,而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的,这方面事例很多,已成为目前研究热点之一。
5.在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科,它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论,而且,与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时,经典的结构可靠性理论,在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。
6.模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容,随着模糊数学理论与方法的完善,模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。
五、结语
桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合,掌握的知识越多,主观经验越少,桥梁结构的设计越合理,这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题,不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且,将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。
参考文献
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