桥梁多灾害设计下典型桥梁实证研究范文

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摘要：

这些年来，随着中国社会主义市场经济的飞速发展，桥梁作为交通的基础设施，其建设规模在持续的加大，速度在持续的提高。受地理环境的影响，我国桥梁建筑经常会受到各种极端灾害的影响，不仅会影响到桥梁的正常使用和人民群众的日常出行，还会给人民群众的生命安全带来威胁。目前，在桥梁设计中主要针对的灾害就是地震和卡车荷载。本文将针对一个典型桥梁实力进行分析，明确桥梁多灾害设计的重要作用。

关键词：

桥梁多灾害设计；地震；卡车荷载；实证分析

近几年来，随着科学技术的不断完善，多灾害设计理念在一些比较复杂环境中的应用已经比较广泛，像是海洋平台。但是，毕竟我国的多灾害设计水平还不是非常完备，所以在桥梁多灾害设计中还有很多的不足之处。多灾害主要分为人为灾害和自然灾害，像是地震、洪水、卡车荷载等。不管是哪一种类型的灾害，都会给桥梁结构造成严重的影响，不利于桥梁建筑的稳定发展。

1多灾害理论在桥梁设计中的发展情况

1.1多灾害理论在桥梁设计中的提出

随着经济建设的飞速发展，工业化进程对生态环境的影响越来越严重，全世界都在面临着严重的资源危机和环境危机，极端天气发生的频率和强度都在不断提升，甚至有些地区已经开始出现了新的极端灾害，对城市建设与发展造成了严重的影响。桥梁建筑是城市发展中的重要组成部分，由于长期暴露在各种各样的极端灾害下，其安全隐患也逐渐增加。早期的桥梁设计中还并没有认识到极端灾害的严重性，在桥梁设计中也没有融入多灾害理论。随着新灾害的逐渐产生，多灾害理论在桥梁设计中的作用越来越重要。

1.2多灾害理论在桥梁设计中存在的问题

目前，我国多灾害理论在桥梁设计中的应用主要存在两个方面的问题，一方面是技术层面的问题，另一方面是非技术层面的问题。从技术层面的角度来看，很多极端灾害的发生和造成的影响都是随机的，研究人员应该具备能够将这种随机过程转化成随机变量的函数的能力。而且，在设计过程中，如果面对极端作用组合的情况，不应该将大部分的注意力都放在一个极端作用上面而忽视了其他方面所带来的影响，应该建立一个比较合理的荷载组合。从非技术层面的角度来看，近几年来，很多专家学者已经开始针对单个极端作用下桥梁的特性进行研究，经过不断的实践与成功经验的总结，已经形成了比较完整的理论依据。而现在设计人员需要考虑的就是如何将这种比较完整的多灾害设计理念融入到桥梁结构设计当中，确保多灾害设计理念的效果能够最大限度的发挥出来[1]。

2基于桥梁多灾害设计的典型桥梁荷载系数

2.1LRFD模型

从概率的角度对极限状态设计法进行分析，主要可以分成半概率极限状态设计法和概率极限状态设计法，其中LRFD理念就属于概率极限状态设计法当中。在使用半概率极限状态设计法进行桥梁多灾害设计的时候，没有考虑到荷载效应、抗力分布、桥梁结构的失效概率，所以对于结果的分析也不是非常可靠。而使用概率极限状态设计法进行桥梁多灾害设计就更加的合理与可靠，根据荷载效应的分布和抗力的分布确定桥梁结构失效的概率，从而得到更加可靠的指标，通过荷载系数、抗力系数、结构重要性系数的形式表达出来[2]。LRFD模型的构建公式为：ФRn≥ΣηiγiQi

2.2多灾系数模型

多灾系数模型的构建与荷载系数、抗力系数、可靠性指标有着直接的关系，将三者通过各种关系构建成函数的形态，便于进行实证分析。在多灾系数模型中，荷载系数越高，荷载系数与抗力之间的关系就越复杂，朝着多维对应关系的趋势发展。为了更加准确的对荷载系数进行分析，我们会将抗力的变异性能看成已知的量，认为抗性服从对数正态分布，将变异系数确定在一定的范围之内，根据LRFD规范确定抗力系数的值[3]。

3基于桥梁多灾害设计的典型桥梁实证分析

桥梁结构的抗力会受到多种因素的影响，像是桥墩柱截面尺寸、材料属性等因素都有可能成为桥梁结构的安全隐患。在桥梁进行桥梁设计的时候，如果验证过程中各个因素均发生了变化，就无法明确是否是因为新的荷载系数对抗力进行优化，影响了多灾害设计分析结果的准确性。所以，在验算过程中，应该选择部分因素进行固定，选择一个因素进行变化，这样就能更好的确定是什么因素对桥梁结构抗力造成了影响。本文选择的案例中是对“桥梁截面尺寸和材料属性等因素进行固定”，而“截面的配筋”会发生变化。截面的配筋本身对桥梁结构质量的影响就不是非常明显，即使发生了变化对桥梁结构抗力的影响也非常小，这样我们所获得的数据也会比较真实、合理。桥梁上部结构端部与承台之间采用约束的形式进行模拟，之所以选择这种模拟形式是充分考虑到了承台的动力特性。在桥梁模拟过程中，主要对桥梁横向平动和竖向平动进行约束，其他方面并没有进行约束。桥梁墩柱子在设计过程中主要采用钢筋混凝土的结构，使用T行钢梁作为桥梁墩柱子的上部结构梁，桥面结构与桥梁墩柱子的整体结构相同，都是钢筋混凝土结构[4]。

4结语

综上分析可知，近几年来，多灾害设计理念在各个领域中的应用非常广泛，其中也包括桥梁设计领域。目前，我国基于多灾害设计理念的桥梁结构设计还处于初级阶段，还有很多值得完善的地方。本文选择基于桥梁多灾害设计的典型桥梁进行实证分析，通过有限元软件构建模型，进行计算，对桥梁的荷载系数适宜性进行验证，确保桥梁结构的安全性。

参考文献：

[1]孙得璋,王旭,孙柏涛,陈斌,樊友川.基于桥梁多灾害设计的典型桥梁实证分析[J].世界地震工程,2014,04:141-146.

[2]孙得璋.地震和重卡车荷载作用下桥梁多灾害设计理论研究[D].中国地震局工程力学研究所,2012.

[3]王正方.桥隧工程安全监测的光纤光栅传感理论及关键技术研究[D].山东大学,2014.

[4]邹勤.近海隔震桥梁基于性态的抗震设防标准易损性分析及应用[D].广州大学,2014.

作者:杨文娟 单位:江西同济设计集团股份有限公司