桥梁结构可靠性研究综述

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高速铁路桥梁结构可靠性分析

高速铁路桥梁结构可靠性分析

高速铁路桥梁结构可靠性分析随着交通运输业的不断发展,铁路交通成为现代化交通方式的主力军,高速铁路的建设和运营成为当下的热点话题。

高速铁路作为重要的交通系统,桥梁作为其基础设施的组成部分之一,在设计和建造过程中必须注重桥梁结构的可靠性,以保证铁路交通系统的正常运行和安全性。

本文将从高速铁路桥梁结构的可靠性分析入手,探究如何建立一个完备的可靠性分析模型,以提升高速铁路桥梁的使用效率和安全性。

一、桥梁结构的可靠性分析方法桥梁结构的可靠性分析是基于可靠性理论和结构分析理论,通过分析桥梁结构受力的持续性和安全系数等参数,以确定桥梁结构在设计年限内能否保证无故障运行。

可靠性分析可分为定性分析和定量分析两类。

1.定性分析定性分析是通过分析桥梁结构的设计、质量、材料、危险性等因素,预测内部或外部因素对桥梁结构的影响,进而通过提高设计和材料质量等手段,优化桥梁结构,提高桥梁的可靠性。

2.定量分析定量分析是在定性分析的基础上,通过模拟桥梁结构受力状态,分析并比较不同触发因素下桥梁的失效概率,从而评估桥梁结构的可靠性。

具体的方法包括有限元分析、逆分析、 Monte Carlo模拟分析、可靠性指数法等等。

二、桥梁结构的可靠性评估指标桥梁结构的可靠性评估指标代表了桥梁结构能够承受外部荷载的能力、桥梁结构的实际承载能力与负荷荷载的占比、桥梁结构在使用寿命内失效的概率等因素,可以通过下列指标进行衡量:1.失效概率Pf失效概率Pf是指结构在某一特定时间内失效的概率。

2.可靠度β可靠度β是指结构在某一特定时间内不失效的概率。

3.安全性指数γ安全性指数γ是桥梁结构的承载力与荷载之间的比值,也可以理解成为结构的安全系数。

三、高速铁路桥梁结构的可靠性分析高速铁路作为对速度和运行环境要求较高的交通系统,对桥梁结构的可靠性要求也非常高。

当桥梁出现隐患时,必然会对高速铁路的运营造成很大影响,甚至是安全隐患。

在高速铁路桥梁结构的可靠性分析中,需要对桥梁在运营条件下受到的荷载进行模拟分析,以确定桥梁的承载力和安全系数等参数。

桥梁设计中的安全性与可靠性研究探讨

桥梁设计中的安全性与可靠性研究探讨

桥梁设计中的安全性与可靠性研究探讨桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其安全性与可靠性直接关系到人们的生命财产安全和交通运输的正常运行。

随着社会经济的发展和科技的进步,桥梁的设计理念和技术不断更新,但安全性与可靠性始终是桥梁设计的核心关注点。

一、桥梁设计中安全性与可靠性的重要性桥梁的安全性是指桥梁在正常使用和极端情况下,能够承受各种荷载而不发生倒塌、断裂等严重事故的能力。

可靠性则是指桥梁在规定的时间和条件下,完成预定功能的概率。

一座安全可靠的桥梁不仅能够保障行人和车辆的通行安全,还能够减少维修和维护成本,延长使用寿命,提高交通运输效率。

从社会层面来看,桥梁的安全性与可靠性直接关系到公众的生命财产安全。

一旦桥梁发生事故,往往会造成巨大的人员伤亡和财产损失,对社会稳定和经济发展产生严重影响。

例如,一些重大桥梁坍塌事故不仅导致了大量人员伤亡,还引发了公众对桥梁建设质量和安全管理的质疑,给社会带来了极大的负面影响。

从经济层面来看,安全可靠的桥梁能够降低运输成本,提高运输效率,促进区域经济的发展。

如果桥梁频繁出现故障或需要进行大规模维修,将会导致交通中断,增加运输时间和成本,影响企业的生产和经营活动。

二、影响桥梁安全性与可靠性的因素(一)设计荷载设计荷载是桥梁设计的重要依据,包括恒载、活载、风载、地震荷载等。

如果设计荷载取值不合理,可能导致桥梁在实际使用中无法承受相应的荷载,从而影响其安全性和可靠性。

例如,在一些地区,由于对交通流量和车辆荷载的预测不准确,导致桥梁在建成后不久就出现了超载现象,加速了桥梁的损坏。

(二)结构设计桥梁的结构设计直接影响其受力性能和稳定性。

不合理的结构形式、构件尺寸和连接方式等都可能导致桥梁在使用过程中出现裂缝、变形甚至倒塌。

例如,一些连续梁桥由于支座设计不合理,导致梁体受力不均,出现了裂缝和下挠等问题。

(三)施工质量施工质量是保证桥梁安全性和可靠性的关键环节。

施工过程中的材料质量、施工工艺、施工管理等都会对桥梁的质量产生影响。

桥梁设计中的结构安全性与可靠性分析

桥梁设计中的结构安全性与可靠性分析

桥梁设计中的结构安全性与可靠性分析桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,承载着人员和货物的运输重任。

其结构的安全性与可靠性是设计过程中至关重要的考量因素。

一座安全可靠的桥梁不仅能够保障交通的顺畅运行,还能保护人们的生命财产安全。

一、桥梁结构安全性与可靠性的内涵桥梁结构的安全性,指的是桥梁在正常使用和预期的荷载作用下,能够保持其结构的完整性和稳定性,不发生倒塌、断裂等严重的安全事故。

可靠性则更侧重于桥梁在规定的时间内和规定的条件下,完成预定功能的能力。

这包括桥梁在各种环境因素、使用条件和维护水平下,都能保持良好的工作状态。

例如,一座设计合理的公路桥梁,应当能够承受车辆的频繁通行、气候的变化以及可能的地震等自然灾害的影响,而不会出现危及行车安全的结构问题。

二、影响桥梁结构安全性与可靠性的因素1、荷载因素荷载是桥梁设计中必须考虑的关键因素。

包括恒载(如桥梁自身的重量)、活载(如车辆荷载、人群荷载)以及偶然荷载(如地震、风灾、洪水等)。

如果在设计时对荷载估计不足,或者没有充分考虑到极端荷载情况,就可能导致桥梁在使用过程中出现结构安全问题。

比如,随着交通流量的不断增加,如果桥梁最初设计的活载标准过低,可能会在长期的重载交通作用下产生过度的变形和损伤,从而影响其安全性和可靠性。

2、材料性能桥梁建设所使用的材料性能直接关系到结构的安全性和可靠性。

例如,钢材的强度、韧性和耐久性,混凝土的抗压强度、抗渗性和抗裂性等。

如果材料质量不过关,或者在使用过程中出现材料老化、腐蚀等问题,都会削弱桥梁的结构性能。

在一些沿海地区,由于空气中盐分含量较高,桥梁的钢结构容易受到腐蚀,从而降低其承载能力和安全性。

3、设计与施工质量合理的设计是保障桥梁安全性和可靠性的基础。

设计过程中如果存在结构形式不合理、计算错误、构造细节处理不当等问题,都会给桥梁的安全埋下隐患。

同时,施工质量的优劣也对桥梁结构的安全性和可靠性有着重要影响。

施工过程中的不规范操作、施工工艺不当、质量控制不严等,都可能导致桥梁结构存在缺陷,如混凝土振捣不密实、钢筋布置偏差等。

桥梁设计中的安全性与可靠性研究

桥梁设计中的安全性与可靠性研究

桥梁设计中的安全性与可靠性研究桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,承担着连接地域、促进经济发展和保障人民出行安全的重要使命。

在桥梁设计过程中,安全性与可靠性是至关重要的考量因素。

它们不仅关系到桥梁的使用寿命和经济效益,更直接影响着人民的生命财产安全。

一、桥梁设计中安全性与可靠性的重要性桥梁的安全性是指桥梁在正常使用条件下,能够承受各种荷载作用而不发生破坏或倒塌的能力。

可靠性则是指桥梁在规定的时间和条件下,完成预定功能的概率。

一座安全可靠的桥梁能够为交通运输提供稳定的通道,减少交通事故的发生,保障人员和货物的顺利通行。

从经济角度来看,设计合理、安全可靠的桥梁能够降低维护成本和维修频率,延长使用寿命,从而为社会节省大量的资金投入。

相反,如果桥梁在设计阶段未能充分考虑安全性和可靠性,可能会在使用过程中出现各种问题,需要频繁维修甚至重建,这将造成巨大的经济损失。

从社会影响方面考虑,桥梁的安全性和可靠性直接关系到公众的信心和社会的稳定。

一旦发生桥梁坍塌等重大事故,不仅会造成人员伤亡和财产损失,还会引发社会的恐慌和不满,对政府的形象和公信力产生负面影响。

二、影响桥梁安全性与可靠性的因素(一)设计荷载设计荷载是桥梁设计的基础,它包括恒载、活载、风载、地震荷载等。

如果设计荷载取值不合理,过小则会导致桥梁在使用过程中无法承受实际荷载而发生破坏,过大则会造成材料的浪费和成本的增加。

(二)结构体系桥梁的结构体系对其安全性和可靠性有着重要影响。

不同的结构体系具有不同的受力特点和变形能力,如梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等。

在设计过程中,需要根据桥梁的跨径、地形条件、使用要求等因素选择合适的结构体系,并进行合理的力学分析和计算。

(三)材料性能桥梁所使用的材料,如钢材、混凝土等,其性能直接影响着桥梁的安全性和可靠性。

材料的强度、耐久性、抗腐蚀性等指标必须满足设计要求。

同时,材料的质量控制和施工工艺也会对其性能产生影响。

(四)施工质量施工过程中的质量控制是确保桥梁安全性和可靠性的关键环节。

对桥梁设计中可靠性能提高的分析和研究

对桥梁设计中可靠性能提高的分析和研究

对桥梁设计中可靠性能提高的分析和研究桥梁在社会发展中的作用日趋重要。

桥梁在设计时加入可靠性的成分对桥梁质量的提高有着积极的意义。

但是在我国现阶段桥梁工程中关于可靠性还有很多不合理、不科学的地方需要改进,文章将重点分析桥梁设计中的可靠性能,旨在为我国桥梁设计工作提供参考。

标签:桥梁设计;可靠性;关键点;分析1 桥梁工程可靠性不合理的原因分析1.1 桥梁管理、施工水平较低有的桥梁建设所用的基本材料质量问题比较大,与桥梁建设材料的标准相差甚远,导致桥梁损坏、坍塌的情况也就不足为奇了。

另外,由于相关的政府部门管理不力,桥梁建筑行业内部乱象丛生,桥梁设计的可靠性难以保障。

桥梁施工单位不按照规范进行施工,使用劣质材料,偷工减料的情况时有发生,加剧了桥梁潜在的不安全、不可靠的风险危机。

1.2 桥梁设计标准定位较低交通运输业在社会经济的发展下不断壮大,发挥着日益巨大的作用,在此过程中对我国桥梁工程承载性能要求也在逐步提高。

但是很多桥梁的建设中,所使用的仍旧是比较低端的桥梁设计标准,没有跟上时代发展的脚步,必然产生与时代发展不适应的情况,不仅可靠性不能保证,还可能对人们的生命财产安全构成威胁,影响社会稳定和谐。

1.3 桥梁缺乏耐久性在现阶段的桥梁设计中,有一种情况应该引起重视,那就是设计人员侧重的是桥梁结构强度的设计,而对桥梁的耐久性往往是忽略的,久而久之相关工作人员只了解桥梁耐久性的基本意义,对耐久性所能够加固桥梁可靠性的作用毫无概念。

有的桥梁设计规范中,对桥梁的使用年限没有明确指出,设计程序、使用环境、结构与材料都没有对耐久性进行突出强调,桥梁的耐久性形同虚设。

1.4 操作不规范针对现阶段出现公路桥梁耐久性以及安全性没有达到标准的情况,一般认定是因为施工中的操作过于野蛮,或者管理较为散漫、腐败所导致的。

如果桥梁完工后短时间即发生了坍塌等恶性的安全事故,大部分原因是由于施工的操作和管理没有在规范的标准下,这其中包括材料的以次充好、施工工艺落后、偷工减料等,综合的作用下使得桥梁工程的安全性和可靠性的下降。

桥梁可靠性评估综述

桥梁可靠性评估综述

近些 年来 ,我 国的公路交通 量急 速增长 ,大型
重载 的运输 工具越 来越 多 ,尤 其是大 型水 电站 、矿 山建设 中 ,大吨位 车辆 的通 行 ,往 往 会产 生 超 载 ,
我 国最初评 估 旧桥 可靠 性时 ,用 的是专 家意见 决 策 的方 法 。即把熟悉 该桥梁 的专 家请 到现 场去查
超限 等运输 问题 ;另一方 面 ,原 有 的一 些 旧桥 由于
年代久 远 ,原 设计标 准低 、到如今 老化 、破损等 问
题 都对 桥梁产 生 了影 响 和破 坏。
看一 下桥 梁 的老 化 病 害 情 况 。经 过 专 家 本 人 的 判 断 ,提 出一 个 结 论 性 的意 见 。这 种 方 法 ,简 便 易
桥 梁 可 靠 性 评 估 综 述
漆 景 星 ,侯 艳 红
( 安 大学 工 程 设 计 研 究 院公 路 院 ,西 安 长 706 ) 104

要 :建 国以来 ,我 国兴建 了大量的公路桥 梁。 由于长期 服役 的磨损及 超 载破 坏
等原因,这些已建桥梁部分存在可靠性问题 ,需对其进行可靠性评估。而在 目前存
程 试验 ( 确定 应力 谱分 布 ,试验 荷 载为 正常 交通 荷
载) 、诊 断试 验 ( 断 桥梁病 害 的原 因 ) 诊 、验证 试 验
病 害 的原 因 ,取 到水 下水 中构 件 的检测 数据 并非 易
事 。桥 梁 当然是 一个 灰色 系统 。想从上 部结 构 的老
化病 害状况 推知 水下 、土 中的病 害状况 ,用 白化 权
函数 来解 决 这一 问题 。想 法 当然是 不错 的 ,可惜 的
是 ,拟定 一套普 遍适 用 于全 国各地 的 白化权 函数 图

文献综述桥梁结构可靠与安全评估

文献综述桥梁结构可靠与安全评估
1997年Cho[3]采用改进的确FORM和MC法对结构承载能力极限状态可靠度进 行了分析。
3.2 国内研究现状
同济大学的陈铁冰[1]于2000年首次运用RSM进行了考虑几何非线性效应的 斜拉桥可行度分析,得出考虑几何非线性效应影响时斜拉桥的可靠指标 较线性效应低。因此,在结构可靠度设计时有必要考虑几何非线性影响。
实际桥梁结构都是由各个构件组成,构件的安全水平不能完全反映整 体的安全水平。然而,目前可靠度的分析方法、对象和结果都是基于 构件层次的,因此,有必要进行大跨度桥梁的体系可靠度研究。
体系可靠度研究取得了一定的成果,随着桥梁跨度的增大以及结构冗 余度的增加,特别是缆索承重结构的进一步推广,结构的失效模式产 生较大的分枝,极限状态曲面的高维和非线性将更加突出。因此,如 何准确快速地寻找大跨度桥梁结构的失效模式和如何将结构隐式功能 函数显示地表达出来,仍需要大量的工作。
2 可靠度的引入
国外对可靠度的研究:
加拿大于1975年和1979年颁布基于可靠度理论的房屋建筑和公路 桥梁结构设计规范;
德国于1977年引入安全度; 美国于1980年提出“基于概率的荷载准则”; 英国于1982年在BS5400桥梁规范中引入可靠度。
国内在规范制定方面:
工程结构可靠性设计统一标准GB50153-1992 工程结构可靠性设计统一标准GB50153-2008 公路工程结构可靠度设计统一标准GBT 50283-1999
天津大学的朱劲松[7]于2007年针对即有斜拉桥的可靠度评估问题,提出 了基于RBF网络与MC结构的可靠度评估方法,并对招宝山大桥进行了考虑 几何非线性及不同活载位置时的构件水平可靠度分析。 方法是:1确定随机变量及分布;2建立RBF网络;3确定可靠域;4对RBF 网络学习,并确保高精度;5对网络抽样,并进行MC计算。

桥梁工程结构可靠性探讨

桥梁工程结构可靠性探讨

桥梁工程结构可靠性探讨摘要:随着结构可靠性理论的长足发展,尤其是许多国家开始研究在结构设计规范中的应用,使结构可靠性理论的应用也进入到新的时期、本文针对桥梁工程结构可靠性理论研究的问题分别从结构可靠性理论研究的历史、现状、工程结构可靠性发展趋势等方面进行了如下陈述。

关键词:综述结构可靠性一、结构可靠性理论研究的历史长期以来,人们就普遍采用“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、不可靠的方法,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;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%: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。

开始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研究。

并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”,简称AGREEfAdvi—sorv Gmupon Reliability of Electronic Equipment)。

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。

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。

中国桥梁工程学术研究综述·2021

中国桥梁工程学术研究综述·2021

中国桥梁工程学术探究综述·2021一、引言桥梁是城市进步和基础设施建设的重要组成部分,也是交通运输的重要节点。

随着中国经济的快速进步,桥梁工程在体量和质量上都取得了显著的冲破。

中国桥梁工程学术探究面临的新挑战和问题不息增多,为了增进桥梁工程学术领域的进步和创新,本文对中国桥梁工程学术探究的现状和进展进行综述,旨在为相关领域的学者和探究者提供一个全面了解当前探究热点和趋势的视角。

二、桥梁结构设计与优化探究1. 桥梁结构设计方法的创新随着计算机技术和仿真技术的不息进步,桥梁结构设计方法也得到了很大的改进与创新。

传统的阅历设计方法面临着结构重量过大、抗震性能不足等问题,而基于性能的设计方法则更加重视结构的耗能能力和减震性能,对构件的优化设计提供了更大的空间。

2. 使用新材料和新技术的桥梁设计近年来,钢-混凝土组合结构、复合材料结构等新材料在桥梁设计中的应用逐渐增多。

新材料的使用不仅可以减轻桥梁的自重,还可以提高桥梁的工作性能和耐久性。

另外,3D打印技术、碳纳米管技术等新技术的引入也为桥梁设计带来了新的思路和可能性。

三、桥梁施工与监测技术探究1. 桥梁施工的机械化与自动化随着科技的进步,桥梁施工工艺和方法也在不息更新。

传统的施工方法存在人力消耗大、效率低等问题,而机械化和自动化施工技术的引入可以提高施工效率和质量,缩减人力消耗。

2. 桥梁结构监测与健康评估桥梁结构的安全性和可靠性是一个重要的探究方向。

通过使用传感器和无损测试技术,对桥梁结构的应力、变形、裂缝等进行实时监测,可以准时发现结构的异常状况并进行修复。

结构健康评估则是依据监测数据对桥梁结构的状态进行定量化描述和评判,为安全评估和修理养护提供科学依据。

四、桥梁抗震探究抗震性能是桥梁工程的重要指标之一。

中国地处多地震活动区,桥梁结构在地震中的表现和破坏机理一直是探究的重点。

通过分析桥梁结构在地震荷载作用下的响应,可以为桥梁的抗震设计和改进提供依据。

道路桥梁的结构可靠性分析

道路桥梁的结构可靠性分析

道路桥梁的结构可靠性分析道路桥梁作为交通运输系统的重要组成部分,其结构可靠性直接关系到人民的生命财产安全和社会的正常运转。

在现代工程领域中,对道路桥梁结构可靠性的深入分析和评估是确保其安全、稳定和持久运行的关键环节。

道路桥梁结构可靠性的定义,简单来说,就是指在规定的时间内和规定的条件下,道路桥梁完成预定功能的能力。

这个预定功能包括承载车辆和行人的荷载、保持自身结构的稳定性、抵御自然灾害以及满足正常使用的各项要求等。

为了准确评估道路桥梁的结构可靠性,我们首先需要了解其结构组成。

道路桥梁通常由上部结构、下部结构和基础三大部分构成。

上部结构包括桥面板、主梁等,承担着直接的交通荷载;下部结构如桥墩、桥台,主要起到支撑和传递荷载的作用;基础则是将桥梁的荷载传递到地基中。

在分析道路桥梁结构可靠性时,荷载是一个至关重要的因素。

荷载可以分为恒载、活载和偶然荷载。

恒载指的是结构自身的重量,如桥梁的自重;活载则是不断变化的交通荷载,例如车辆的重量和行驶产生的冲击力;偶然荷载包括地震、风灾、洪水等突发的自然灾害。

这些荷载的作用方式和大小会对桥梁结构的受力状态产生显著影响。

材料性能也是影响道路桥梁结构可靠性的重要因素之一。

桥梁建设中常用的材料如钢材、混凝土等,其强度、弹性模量、耐久性等性能直接决定了桥梁结构的承载能力和使用寿命。

例如,混凝土的强度不足可能导致结构开裂,钢材的锈蚀会降低其承载能力。

设计阶段对于道路桥梁结构可靠性的影响不可忽视。

一个合理的设计方案应充分考虑各种荷载组合、结构形式、施工工艺等因素,以确保桥梁在其设计寿命内能够安全可靠地运行。

如果设计存在缺陷,比如结构选型不当、配筋不足等,将会给桥梁的可靠性带来潜在风险。

施工质量同样是保障道路桥梁结构可靠性的关键环节。

在施工过程中,如果施工工艺不符合要求、材料质量控制不严、施工人员操作不规范等,都可能导致桥梁结构存在缺陷,如混凝土浇筑不密实、钢筋布置偏差等,从而影响桥梁的整体性能和可靠性。

桥梁结构可靠性研究内容及分析方法

桥梁结构可靠性研究内容及分析方法
比较 确定 ; 的能力 。 4 对 新增斜井净空 的选 择上不能受 原设 计参 数的影 响 , 根 参 考文献 : ) 应 据其用途 、 运输方式 、 风 、 通 排水 主要机具设 备尺 寸及安 全间 隙等 [ ] 高福才. 1 大断面隧道 斜井 V级 围岩挑顶施工 [ ] 山西建筑 , J.
大连理 工大学 贡金 鑫提 出一种 通 1 安全性 评估 。主要 是指 对结构 的承 载能 力极 限状态 的评 指标的求解带来 了困难 。为此 , ) 用 的可靠指标计算方法 J通过引入可 以根据迭代 收敛条件 自动 , 估 , 以结构 系统为对象 , 要 并借助于较为复杂 的结构分析模 型 , 对结 构 的强度和稳定性等方面进行评价 , 以弄清结构的实际安全储备 。 2 适 用性评估 。指在正 常使 用荷载作 用下 , ) 主要包 括构件在 调节 的步长 , 实现对迭代过程和收敛性 的控制 。 4 Mot—a o法 。Mot-al 是 以数理 统计 理论 为基 础 ) neC d n Cr e o法
2 在正常使用 时 , ) 具有 良好 的工 作性能 ;) 正常维修 和养护下 , 础上 , 3在 对结构在 正常使 用和 正常维 护条件 下 , 在规 定 的使 用 期 限 具有足够 的耐久性能 ; ) 4 在偶然 事件( 如地 震 、 炸 、 击 、 爆 撞 龙卷风 内应有的足够使用寿命 的评估 。 及 冰凌 等) 发生 时及 发生后 , 仍能保持 必需的整体稳定性 。
随着计算机的发展而形成 的一种独特 的、 用数值模拟来解决 与 使用 寿命 期限 内应 具 有足 够 的刚度 和使用 性 能。通过 对结 构 的 的 ,
3 斜井作 为隧道工程最 常用 的辅助 导坑形式 , ) 位置 的选择对 道正洞 的施 工进 度 ; 于实现增设斜井 目的的实现至关重要 , 根据 隧道长度 、 期 、 应 工 地 5 随着辅助导坑设备机械化程 度 的提 高 , ) 辅助 导坑进入 正洞

桥梁结构可靠度研究概况

桥梁结构可靠度研究概况

桥梁结构可靠性研究概述摘要:20世纪40年代以来,结构可靠性理论有了长足的发展,尤其是许多国家开端研究在结构设计规范中的利用,使结构可靠性理论的利用进入一个新的时代。

本文根据文献材料,从影响结构的可靠度因素、极限状态设计法、结构可靠性理论研究的历史、现状、桥梁结构可靠性理论研究现状、工程结构可靠性发展趋势等方面对桥梁工程结构可靠性理论研究进行了概述。

关键词:桥梁结构可靠度概述结构可靠性的定义是:“在预定的条件下,结构达到设计规定功能的能力”。

结构可靠度的定义是:“结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率”。

如果失效概率用Pi 表示,则可靠概率就等于( 1- Pi),这就是可靠度。

因此计算结构的失效概率是概率极限状态设计法中很重要的一环,计算失效概率时,必须对影响结构可靠度的各种因素,用概率及数理统计法进行详尽的分析。

一、影响结构可靠度的主要因素影响结构可靠度的因素很多,主要有以下五个方面:1、可能出现于结构物上各种作用的变异性以结构自重为例, 在相同条件下制作的一批构件, 它们的重量并不相同,因此, 结构自重是随机变量。

由于结构自重在整个设计基准期内基本保持不变,所以它的随机性仅表现在空间的变异上。

汽车荷载的随机性不但表现在空间位置的变异(可动作用)上,而且还表现在时间的变异(可变作用)上。

总之,各类荷载都是随机量。

2、材料强度的变异性由于建筑材料制造工艺过程的特点以及所用原材料的特性,使产品的实际强度和性能不可能完全一致。

例如,用同一批混凝土拌和料在相同条件下制作的立方块,经相同的条件养护后,用标准试验方法测得的立方强度也会有大有小。

实际上材料的性能是随时间而变化的,特别是混凝土,这种变化相当明显。

但是,为了简化起见,各种材料的性能仍作为与时间无关的随机变量来考虑。

由材料制作的构件,它的强度当然一也是随机量。

3、结构分析中的不准确性结构上的各种作用确定后,就是据此求出作用在构件各截面上的内力,这个过程就是结构分析。

桥梁结构可靠性研究

桥梁结构可靠性研究

桥梁结构可靠性研究摘要:桥梁结构的可靠性研究是土木工程中的一个十分重要的领域。

桥梁是交通的纽带,桥梁结构的可靠性对经济和人身安全都有着重大影响。

本文主要对评价桥梁工程可靠性的方法及其各自的优缺点进行了研究,并结合可靠度理论,优化结构设计,提高结构设计的科学性、合理性。

结果表明,我国已形成一套较为完善的桥梁评估系统,未来将广泛应用于实际桥梁工程评估中。

关键词:桥梁结构可靠性评估方法1 引言随着我国经济快速发展,交通也越来越发达,桥梁结构在我国交通运输中发挥着重要作用,保证桥梁结构在服役期间的稳定性尤为重要。

所谓桥梁结构的可靠性问题就是研究现有桥梁结构在各种外部荷载及一些不确定性因素等作用下是否能够保持足够的稳定性,这就是所谓的结构的可靠度。

我国对桥梁结构可靠性的研究工作起步较晚,由于当时我国对桥梁结构稳定的认识还很浅,到了50年代中叶,直到前苏联提出了极限状况设计法,我国才开始借鉴采用。

2 评估方法结构的可靠性包括结构的安全性、耐久性、适用性,例如结构在正常施工和正常使用期间能承受各种外加荷载,能保持良好的性能;在规定时间内不出现过大的裂缝,钢筋不被严重锈蚀等。

我们用可靠度来衡量结构的可靠性,包括了以上三种性能。

这里不考虑结构阻力随时间的衰减。

2.1 可靠性鉴定评级用这种方法,就需要经验丰富的工程师在现场检查中对现有桥梁进行检查并分级,并对桥梁材料的损伤程度进行检查分级,检查内容包括钢筋锈蚀程度、混凝土开裂程度等。

评分标准和损伤程度标准是由大量的调查结果和实验研究结果预先确定的。

林少培等人提出了用不确定层次分析法对结构的可靠性进行评价的思路。

最终利用重要性系数和子结构阻力计算出整体结构的可靠度。

该方法比较简单方便,计算量也较小,但缺点是不能很好地考虑各子结构的不确定性,并且最后的研究结果的可靠程度取决于评价者的经验累积程度和判断的准确性。

2.2 荷载实验这是一种通过现场对桥梁进行荷载试验然后对桥梁结构进行评测的方式。

道路桥梁的结构可靠性与优化研究

道路桥梁的结构可靠性与优化研究

道路桥梁的结构可靠性与优化研究道路桥梁作为交通运输体系的重要组成部分,其结构的可靠性和优化设计直接关系到交通安全、通行效率以及工程的经济效益。

在现代社会,随着交通流量的不断增长和荷载标准的提高,对道路桥梁的性能要求也日益严格。

因此,深入研究道路桥梁的结构可靠性与优化问题具有重要的现实意义。

一、道路桥梁结构可靠性的基本概念道路桥梁的结构可靠性是指在规定的时间和条件下,桥梁结构完成预定功能的能力。

这包括在正常使用情况下能够承受各种荷载,保持结构的稳定性和耐久性,以及在遭遇极端情况(如地震、洪水等)时具有一定的抗灾能力。

可靠性主要通过一系列的指标来衡量,如可靠度、失效概率等。

可靠度是指结构在规定的时间内和规定的条件下,完成预定功能的概率;失效概率则是结构不能完成预定功能的概率。

一般来说,可靠度越高,失效概率越低,结构的可靠性就越好。

二、影响道路桥梁结构可靠性的因素1、设计因素设计阶段是决定道路桥梁结构可靠性的关键环节。

如果设计方案不合理,比如结构选型不当、计算参数不准确、构造措施不完善等,都可能导致结构在使用过程中出现问题。

2、施工质量施工过程中的质量控制对结构可靠性有着直接的影响。

施工工艺不规范、材料质量不合格、施工人员技术水平低等都可能使桥梁结构存在缺陷,降低其可靠性。

3、荷载作用道路桥梁在使用过程中要承受车辆荷载、行人荷载、风荷载、地震荷载等多种作用。

如果实际荷载超过了设计荷载,或者荷载的分布情况与设计不符,都可能导致结构的损伤和破坏。

4、环境因素环境因素如温度变化、湿度变化、化学侵蚀等会对桥梁结构的材料性能产生影响,从而降低结构的可靠性。

例如,在寒冷地区,混凝土结构可能会因为冻融循环而出现裂缝;在沿海地区,桥梁结构可能会受到海水的侵蚀。

5、维护管理定期的检测、维修和养护对于保持道路桥梁的结构可靠性至关重要。

如果缺乏有效的维护管理,小的病害可能会逐渐发展成大的安全隐患。

三、道路桥梁结构可靠性分析方法1、确定性分析方法确定性分析方法是基于力学原理和数学模型,对桥梁结构在给定荷载作用下的内力、变形等进行计算分析。

桥梁结构的连接方式与可靠性

桥梁结构的连接方式与可靠性

桥梁结构的连接方式与可靠性桥梁作为交通运输领域中的重要组成部分,连接着城市与城市、人们与目的地。

其结构可靠性的关键在于连接方式的选取。

合理选择连接方式,既可以保证桥梁的稳定性和承载能力,又可以延长桥梁的使用寿命。

本文将探讨桥梁结构的连接方式与可靠性。

一、传统连接方式传统的桥梁连接方式主要分为铆接连接和焊接连接。

铆接连接是通过钉子或铆钉将构件连接在一起,形成固定结构。

其优点是拆卸方便,可维修性好。

然而,铆接连接存在着不可避免的缺陷,如钉子或铆钉易松动,容易引起振动和噪音。

焊接连接是通过熔化两个构件的材料并使其融合在一起,形成坚固的连接。

焊接连接具有连接强度高、结构紧凑等优点,但焊接接头易受到应力集中的影响,容易产生裂纹和断裂。

二、新型连接方式随着科学技术的进步,新型的桥梁连接方式逐渐被引入。

其中,机械连接方式是一种常用的新型连接方式。

机械连接方式利用密封胶或螺栓将构件连接紧固,其优点是连接牢固度高、密封性好。

此外,机械连接方式还便于检修和更换构件。

现代桥梁中普遍采用的伸缩缝也属于机械连接的范畴。

伸缩缝能够随着桥梁的变形而自由伸缩,抵消由于温度变化和沉降引起的应力,使桥梁保持稳定。

另外,粘接连接也是一种新型连接方式。

粘接连接是通过使用粘合剂将构件连接在一起,形成稳固的结构。

粘接连接具有重量轻、防腐能力强等优点。

然而,粘接连接方式的可靠性受到环境因素的影响较大,如果环境温度过高或过低,粘合剂的性能会发生变化,从而影响连接的稳定性。

三、连接方式的选择与可靠性连接方式的选择直接影响桥梁结构的可靠性。

在选择连接方式时,需要考虑诸多因素,如桥梁的使用寿命、环境因素、承载要求等。

对于需要频繁拆卸和更换构件的桥梁,铆接连接可能更加适用;而对于需要更大连接强度和稳定性的桥梁,焊接连接可能是更好的选择。

至于机械连接和粘接连接,需要根据具体情况进行评估。

在实际工程中,为了确保连接的可靠性,通常还会采取多种连接方式的组合。

桥梁结构的可靠性分析

桥梁结构的可靠性分析

桥梁结构的可靠性分析桥梁是交通基础设施的重要组成部分,是不可缺少的重要建筑,承载着沉重的车流和行人流。

因此,桥梁的结构可靠性是一个非常重要的问题,其涉及着人们的生命安全和国家的交通安全。

在此,我们将探讨桥梁结构可靠性分析的相关问题。

桥梁结构的可靠性分析首先涉及到桥梁结构的设计和施工。

在桥梁的设计中,应该充分考虑桥梁所处的环境条件和所承受的荷载条件,以及材料的可靠性和强度,从而保证桥梁的安全和可靠性。

在施工过程中,需要严格控制质量,对桥梁进行检验和测试,及时发现并解决潜在问题,从而确保桥梁的整体结构安全可靠。

桥梁结构的可靠性分析还涉及桥梁的监测和维护。

现代科技为桥梁的监测和维护提供了更加高效的方法,例如使用无人机和传感器技术等。

通过实时监测桥梁的应力、挠度等参数,及时发现桥梁结构上的问题,从而采取相应的措施。

另外,桥梁结构的可靠性分析还需要考虑一些潜在问题,例如自然灾害和人为破坏等。

在自然灾害方面,桥梁很容易受到洪水、地震、风暴等灾害的影响。

因此,在桥梁设计和施工时,应该考虑这些因素,采用防止灾害的设计方案。

在人为破坏方面,恶意破坏、车祸等都会影响桥梁的结构可靠性。

因此,采用安全管理措施,提高人们的安全意识,降低人为破坏的发生率也是非常必要的。

最后,在桥梁结构的可靠性分析中,我们还需要了解桥梁设计和施工过程中可能出现的问题。

首先,桥梁材料的不同会影响桥梁结构的不同方面,因此需要选择合适的材料,同时设计结构需要考虑由不同的材料带来的差异。

其次,桥梁设计者要充分考虑桥梁所承受的荷载条件,从而保障桥梁的结构不会因为过重的载荷而出现塌陷的问题。

第三,桥梁施工需要非常的精准和谨慎,一个小小的错误也会带来巨大的影响。

最后,桥梁在日常的维护过程中,要定期检查桥梁的各项参数,及时发现并解决问题,保障桥梁的整体结构安全可靠。

总体而言,桥梁结构的可靠性分析是一个十分重要的问题,它直接影响到人们的生命安全和交通安全。

为了保障桥梁的可靠性,需要从设计、施工、监测和维护等方面进行全方位的考虑和管理。

桥梁结构可靠性研究综述

桥梁结构可靠性研究综述

指标 , 择结 构( 件) 面几 何参 数, 选 构 截 使 结 构 在 规 定 的时 间 内 , 规 定 的条 件 下 . 在 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 f n 其 剩 余 寿 命 ,才 能 保 证 结 构 在 寿命 延 续
方法问题 。
三 、 梁 结构 可 靠性 理 论 研 究 现 状 桥 桥梁 可靠性 设计要 解决 的问 题是 : 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
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 、 坏安全极限状态 , 破 以 及 地 震 和 其 他 特 殊 情 况 下 考 虑 能量 耗 损 极限状态等。
期 内 的 安 全 性 .节 省 大 量 的维 修 加 固 资 金 。 国 在 桥 梁设 计 过程 中 . 在 着 考 虑 我 存 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
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

桥梁结构可靠性研究综述

桥梁结构可靠性研究综述

桥梁结构可靠性研究综述【摘要】本文对桥梁结构可靠性进行了综述研究。

首先介绍了桥梁结构可靠性分析方法,包括静力分析、动力分析和风险分析等;其次探讨了桥梁结构可靠性评估指标,如可靠性指数和安全系数;然后分析了目前桥梁结构可靠性研究的现状,包括国内外研究成果和发展趋势;接着讨论了影响桥梁结构可靠性的因素,如材料强度、设计负荷和施工质量等;最后探讨了桥梁结构可靠性的优化设计方法,包括结构减震、耐久性设计和智能监测技术;最后展望了桥梁结构可靠性研究的未来发展方向,为桥梁工程领域的相关研究提供了参考和借鉴。

【关键词】关键词: 桥梁结构、可靠性、研究综述、分析方法、评估指标、现状、影响因素、优化设计、展望。

1. 引言1.1 桥梁结构可靠性研究综述桥梁结构可靠性是桥梁工程中非常重要的一个研究领域,其研究旨在评估和提高桥梁在使用过程中的安全性、稳定性和可靠性。

随着桥梁结构的日益复杂化和跨度的增大,桥梁结构的可靠性研究显得尤为重要。

本文对桥梁结构可靠性研究进行了综合梳理和总结,旨在探讨桥梁结构可靠性分析方法、评估指标、研究现状、影响因素和优化设计等方面的内容。

为了更好地揭示桥梁结构可靠性的研究现状和未来发展方向,本文将系统性地分析和总结当前国内外相关研究成果,并探讨桥梁结构可靠性研究的前沿问题和挑战。

通过对桥梁结构可靠性的综合评价和分析,可以为桥梁设计、建造和维护提供科学的依据和参考,进一步提高桥梁工程的安全性和可靠性,推动桥梁工程的发展和完善。

本文将对桥梁结构可靠性研究进行全面系统的总结和梳理,为相关领域的研究人员提供参考和借鉴,推动桥梁结构可靠性研究的深入发展和完善。

2. 正文2.1 桥梁结构可靠性分析方法是研究桥梁结构安全可靠性的重要内容之一。

在桥梁结构可靠性分析中,通常采用蒙特卡洛模拟、有限元分析、可靠性指标分析等方法。

蒙特卡洛模拟是一种通过大量随机抽样来获取系统输出的分布情况的方法。

通过对桥梁结构的各种参数进行多次随机抽样模拟,可以得到桥梁结构在不同工况下的承载能力、安全性等指标,从而评估其可靠性。

桥梁结构可靠性研究综述

桥梁结构可靠性研究综述

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(Advisory Groupon Reliability of Electronic Equipment)。

该组织于1957年发表了的《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。

道路桥梁结构可靠性与优化研究

道路桥梁结构可靠性与优化研究

道路桥梁结构可靠性与优化研究哎呀,说起道路桥梁结构的可靠性与优化研究,这可真是个有趣又超级重要的话题!咱们先来说说可靠性。

就好比咱们每天走的路和过的桥,你是不是觉得它们就一直在那,没啥问题?其实不是的,它们得承受各种压力和挑战。

我记得有一次我开车路过一座小桥,那桥看起来普普通通,可当我的车开上去的时候,明显感觉到了一些颠簸。

这时候我就在想,这桥是不是在可靠性方面有点欠缺呢?是不是设计的时候没有充分考虑到车辆的重量和通行频率?道路桥梁的可靠性,那可关系到咱们每个人的出行安全。

想象一下,如果一座桥在你开车通过的时候突然塌了,那得多可怕呀!所以在设计和建造的时候,工程师们得考虑好多因素,比如材料的强度够不够,结构能不能承受住风雨、车辆的震动,还有长期使用带来的损耗。

再来说说优化。

有一次我在一个新修的公路旁散步,发现这条路的弯道特别多。

我就奇怪了,为啥不能设计得更直一点呢?后来一打听,原来是为了避开一些地下的管线和周边的建筑。

这让我明白了,优化可不是简单地把路修直、把桥建大,而是要在各种限制条件下找到最好的方案。

就像咱们盖房子,不能光想着好看,还得实用、坚固。

道路桥梁也是一样,要在保证可靠性的基础上,尽量降低成本、提高效率。

比如说,选择合适的建筑材料,既能保证质量,又能省钱;设计合理的结构,让桥梁受力更均匀,延长使用寿命。

还有啊,现在科技发展这么快,新的技术和材料不断涌现。

以前觉得很难解决的问题,现在可能有了新的办法。

比如说,使用高强度的钢材可以让桥梁更轻更坚固;利用智能监测系统,可以实时了解道路桥梁的状态,及时发现问题进行维修。

不过,要实现道路桥梁结构的可靠性和优化,可不是一件容易的事儿。

这需要工程师们有扎实的专业知识,还得有丰富的实践经验。

而且,在整个过程中,还得不断地进行测试和改进。

总之,道路桥梁结构的可靠性与优化研究是一个既复杂又充满挑战的领域,但它的重要性不言而喻。

只有把这个做好了,咱们才能放心地在路上跑,安全地从桥上过。

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桥梁结构可靠性研究综述摘要:20世纪40年代以来,结构可靠性理论有了长足的发展,尤其是许多国家开始研究在结构设计规范中的应用,使结构可靠性理论的应用进入一个新的时期。

本文根据文献资料,从结构可靠性理论研究的历史、现状、桥梁结构可靠性理论研究现状、工程结构可靠性发展趋势等方面对桥梁工程结构可靠性理论研究进行了综述。

关键词:工程结构可靠度综述abstract: since the 1940s, structural reliability theory has made great progress, especially in many countries have begun to study the structural design specification into a new period, so that the application of structural reliability theory. based on the literature, from the structure reliability theory study of the history, status quo, the status quo of bridge structural reliability theory research engineering structure reliability trends and other aspects of bridge engineering structure reliability theory research are reviewed.key words: engineering structural reliability summary中图分类号:k928.78 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)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(advisory groupon reliability of electronic equipment)。

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》(gbj 68-84)[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ferry borges castanheta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。

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