桥梁可靠度分析方法-桥梁可靠度分析方法与应用

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：静定桁架就属于这种结构体系，单元逻辑图如图4.2所示。因尔，从体系可靠度的角度来看，实际的桥梁应尽量避免做成静定结构，条件允许时，应做成具有适当冗余度的超静定结构。超静定结构就是具有这种特性的结构体系。

对实际的桥梁结构系统进行可靠性分析时，通常需要把结构模型化为基本的结构类型。常用的两种简化模型为串联模型和并联模型。

假设某结构的所有构件两两相互连接，若其中某一个构件失效，则会导致整个结构体系的失效，这种结构体系就是串联结构体系，也称为失效概率最大的一种结构体系。静定桁架（如图4.1）就属于这种结构体系，单元逻辑图如图4.2所示。

对于构件i，Si为其荷载效应，Ri为其抗力，则该构件的极限状态方程可表示为：

Zi＝Ri-Si＝0　（4.2）

其失效概率为：

Pfi＝P（Ri-Si≤0）　（4.3）

该串联结构的体系失效的逻辑可表示为：

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图4.1　静定桁架图例(https://www.chuimin.cn)

图4.2　静定桁架单元逻辑图

可以看出，具有串联体系特征的静定结构（简支T梁、简支空心板和悬臂梁等）的体系失效概率是比较高的。因尔，从体系可靠度的角度来看，实际的桥梁应尽量避免做成静定结构，条件允许时，应做成具有适当冗余度的超静定结构。

在实际工程中，有些结构只有当所有构件都失效时，结构体系才会失效，那么这个结构体系就是并联结构体系。超静定结构就是具有这种特性的结构体系。超静定结构（连续梁、斜拉桥和悬索桥等）的一些构件以任何失效模式失效后，整个结构的各部件内力将重新分配，若整个结构体系有效工作，则结构有效。构件失效及内力重分配的过程将一直延续到整个结构失效。当某个构件失效后，结构体系不能正常工作时，该失效构件的并联集合就构成一个失效模式。图4.3为并联结构，其结构逻辑图如图4.4所示。

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图4.3　某刚架结构图例

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图4.4　并联结构逻辑图

实际桥梁结构体系，一般既不是单一的串联结构体系，也不是完全的并联结构体系，而是一个串联-并联组合体系。实际的结构系统都是具有若干冗余度的超静定串联-并联组合体系。

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