应急装配式钢桥安全性评估研究

ｔｒ ： Ｆ ： ｏ） Ｒ
１－ ｔ ｒ ａ
。式 中 ， 为结构 所 能承受 的 总 Ｒ
上 ， ９ ；厂 ７ １ ， ８分 ； ｌ ６ ９ 记 分 － 为 ． ～８Ｈｚ记 ｆ 为 ． ～７
Ｈｚ 记 ７分 ； ５ １ ， ６分 ； ４ １ ５ ， ｆ 为 ． ～６Ｈｚ 记 ｆ 为 ．－
一
致 性 指 标 Ｃ Ｒ．一 ０ ０ ０ ０ １０ ． ． ９％ ． ０
Ｌ ２ ０ 记 ３分 ； ／０ ， 挠度 为 Ｌ １ ９ Ｌ １ ０ 记 ２分 ； ／９ ～ ／５， 挠
度为 Ｌ １ ９以上 ， １分 。 ／４ 记 理论应 力 （ ）评 分 标 准 为 ： Ｃ。 主要 承 重 构 件 最 大应力 为材 料容许 应 力的百 分 比 Ｓ为 ５ ％ 以下 ， ９ 记
作 者 简 介 ： 玉 林 （ ９ ９ ） 男 ， 程 师 ， 期 从 事 桥 梁 施 工 侯 １ ７一 ， 工 长
ｙ ｌ ２ ００ ＠ ｙ ｈ ｏ ｃ ｍ． ｎ ｕｉ ２ ３ ａ ｏ ． ｏ ｃ ｎ３
２ 应 急装 配 式 钢 桥 安 全 性评 估
２ １ 应 急装配式 钢桥 安全 性评估 方 法 ．
中图 分 类 号 ： ４ ． ６ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ： ６ ２ ３ ５ （ ０ １ ０ — ０ ００ Ｕ４ ８ ３ Ａ １ ７—９ ３ ２ １ ）６０ ４—４
应 急装 配 式 钢 桥 又 称 贝 雷 钢 桥 ， 要 分 为 １ ０ 主 ０ 型 、３ １ 型和 ２ ０型＿ ］ “ ２” ０ 】 。随着 我 国公 路 交 通 工 程 和轨道 交通 工程 的 快速 发 展 ， 年 生 产 应 急装 配 式 每 钢 桥近 万座 ， 架单 元 ８万 多 片 。但 是 应 急装 配 式 桁 钢 桥受 技术 标准 和设计 、 造技术 水平 所 限 ， 能满 制 不 足 当前 桥梁 实际 通行荷 载要 求 ， 常发 生安 全事 故 。 经 我 国应 急钢 桥面 临 的问题很 多 ， 钢材 材质 不达标 、 如
应及 时拧 紧 ； 有缺失 ， 如 应及 时 补充 。
设计 因素 、 制造 因素和使 用 因素 （ １ 。 图 ）
（ ） 计 因素 （ 。 括 ： 构基 频 （ ） 在设 １设 Ｂ ）包 结 Ｃ ・ 、 计荷 载作 用下 的挠 度 （ ） 应力 （ ） 查 阅设计 Ｃ 和 Ｃ。 。
（） １ 利用 通用 结构 分析 有 限元软 件 ， 立装 配式 建 钢 桥有 限元模 型 ， 分析 结构 基频 、 挠度 和构 件应 力 。 （ ） 定 结 构 安 全 评 定 因子 Ｒ （ ａｉｇ Ｆ ｃ ２确 Ｆ Ｒ ｔ ａ－ ｎ
Ｄ
评分 方法采 用 １ 标 度 。 ～９ 结 构 基频 （ ， 评 分标 准为 ： Ｃ ） 基频 为 ８Ｈｚ 以
实 实 实 使 测 测 测 用 结 挠 应 管 构 度 力 理 基 ｃ２ Ｃ ３ 措 ］ ３ 频 （．）（． 施 ０ ０４ ３ ）
Ｃ１ ３ （． ０２ ） ４ （．） ０１
文 献Ｅ ］ ７ 建立 了“ ２ ” ３ １ 型应急 装配 式钢桥 安全 性 评估 模 型 ， 实 际应用 中效果 较好 ， 足之处 是不 能 在 不
完 全应 用于 １ ０型和 ２ ０型钢桥 的安全 性评 估 。在 ０ ０
Ｃ１ ２ （．） ０３
图 １ “ ２ ” 急装 配 式钢 桥 安 全 性 评 估 因素 ３ １应
资料 ， 了解 通 行荷载 等级 和设计 通载 寿命 ， 建立 结构 有 限元模 型 ， 分析结 构基 频 、 度 、 定性 Ｌ 和应 力 。 挠 稳 ８ （ ） 造 因 素 。包 括 ： 面 积 负 偏 差 （ ） 焊 ２制 截 Ｃ 、 缝质 量 （ 。）和 拼装 质量 （ ） 有 的钢桥 生 产厂 家 Ｃ。 Ｃ。。 为 了利润 最大 化 ， Ｑ３ ５ 钢材 代 替 Ｑ３ ５ 截 面 用 ４Ａ ４ Ｂ， 积负 偏差 超过 ５ （ 的达 到 ８ ） 有 ・ 。因此 ， 桥梁 安全 评估 工程 师一定 要检 查钢 材 的材质 等级 和截面 积负
截 面积 负 偏差 （ ）评 分标 准 为 ： 件 截 面 积 Ｃ 构
负偏差 Ｄ 为 １ 以下 ， ９分 ； 为 １ ～１ ４ ， 记 Ｄ ． 记
一
致性指标 Ｃ Ｒ 一 ００４ ０１０ ．． ． ２ ％ ．０
表 ４ 关 于 使 用 因素 的两 两 比较 矩 阵
８分 ； 为 １ ５ ～１ ９／， ７ ； Ｄ ． ． ６记 分 Ｄ为 ２ ～２ ４ ， ９ ． 记６ ； 分 Ｄ为 ２５ ～２ ９ 记 ５ ； ． ． Ｎ， 分 Ｄ为 ３ ～３４ ． ％， 记４ ； 分 Ｄ为 ３ ５ ． ％～３ ９ 记 ３ ； ． ％， 分 Ｄ为 ４ ～４４ ． ％， 记２ ； 分 Ｄ为 ４ ５／ ， １ ； ． ～５ 记 分 Ｄ为 ５１ ～５９ ， ９ ６ ． ．
模 型 ） 进 而 提 出 了 结 构 基 频 、 度 等 １ 个 评估 指标 的具 体评 分 方 法 ， 后 利 用 关 键 构 件 裂 纹 长 度 修 改 系 数 来 ， 挠 Ｏ 然
评 估 钢 桥 的 安 全 等 级 。实 例 应 用 表 明 ， 评 估 方 法 可 用 于 １０型 、３ １ 型 和 ２ ０型钢 桥 的安 全 性 评 估 。 该 ０ “２” ０ 关键词 ： 配式钢桥 ； 全性评估 ； 次分析法 （ 装 安 层 ＡＨＰ ； 急 桥 梁 ； 纹 长 度 ）应 裂
２ ０型钢桥 的安 全性 评估 。 ０
１ 影 响应 急装 配式钢 桥 安全 性 的 因素
所谓 “ 全” 系 指保 证 人 员 财产 不 受 损 失 和保 安 ， 证结 构 功能正 常 运 行 。经 过研 究 分 析 可 知 ， 响应 影 急装 配 式钢桥 使用 安 全 的 因 素 可概 括 为 三 大类 ， 即
（） １
式中， ｗ巧、 ｗｚ 为权 重 向量 ， 值 分 别 见 表 ｗ 、 、 其 （ ） 用关 键构 件 裂 纹 长度 修 改 系数 来 评 估 安 ５利
全等 级［ 。 ７ ］
２ ２ 应急装 配 式钢桥 安全 性 因素评分标 准 ．
元 和现 场检 ． 的 ＡＨＰ综 合评估 方 法如 下 ： ｉ 贝 ４
国 交 工 与 术 ＿ ｏ 第 期 防通 程 技 ２１ ６ １
・
研 究与设 计 ・
应 急装 配式钢 桥安全 性 评估研 究 侯 玉林
应 急装 配 式 钢 桥 的 单 跨 跨 度 一 般 在 ６ 以 Ｏｍ
内， 由于单纯 应用 承载 能力进 行 评估 ， 以保证 评估 难
Ａ一 。 １ ＋ ∑Ｗｊ ＋ ∑Ｗ， ∑Baidu Nhomakorabea Ｃ ２ Ｃ ３ Ｃ
偏差 。
此 基础 上 ， 者建 立 了基 于设 计 、 作 制造 和使用 因素 的 钢桥 安 全性评 估模 型 （ ＡＨＰ模 型 ） 进而 提 出了结 构 ，
基 频等 １ ０个 评估 指标 的具体 评分 方法 ， 然后 利用关
键 构件 裂纹 长度 修 改 系数 来 评估 钢 桥 的安 全 等级 。 实 例 表 明 ， 评 估 方 法 可 用 于 １ ０型 、 ３ １ 型 和 该 ０ “２”
Ｊ １ 一 Ｊ ｌ ＝ Ｊ １ ＝
结 果 的可靠 性 ， 需 研 究 体现 应 急 装 配 式 钢桥 结 构 故 及 应用 特点 的评 估 方 法 ， 以提 高快 速 评 估 结 果 的科
学 性 ， 而保 证 装 配式 钢桥 的使 用 安 全 。基 于 有 限 从 １ 表 ２ 表 ３和表 ４ 、 、 。
研究
应急装配式钢桥 安全性评估研 究
侯 玉 林
（ 中铁 六 局 集 团 有 限 公 司 ， 北京 ］０ ３ ） ０ ０ ６
摘
要 ： 析 了应 急 装 配 式 钢 桥 安 全 性 因素 ， 立 了 基 于 设计 、 造 和 使 用 因 素 的 钢 桥 安 全 性 评 估 模 型 （ 分 建 制 ＡＨＰ
荷载； Ｑ为 施加 在结 构上 的活 载 ； Ｇ为 施加 在 结 构上 的恒 载 。 Ｒ 若 Ｆ≥ １ ０ 则结构是 安全 的； Ｒ ．， 若 Ｆ＜ １ ０ ．， 则结 构 不安全 。 （ ） 立 基 于 现 场测 试 的安 全 性评 估 ＡＨＰ模 ３建 型 （ １ 。两两 比较矩 阵 和权 重 ， 表 １ 图 ） 见 ～表 ４ 。
分 ； 度为 Ｌ ４ ９～ Ｌ ４ ０ 记 ７ ； 挠 ／４ ／０ ， 分 挠度 为 Ｌ ３ ９ ／９
～
Ｌ ３ ０ 记 ６分 ； 度为 Ｌ／ ￣ ／５， 挠 ３ ９～ Ｌ ３ ０ 记 ５ ； ／Ｏ ， 分
挠度 为 Ｌ ２ ９～ Ｌ ２ ０ 记 ４分 ； 度 为 Ｌ ２ ９～ ／９ ／５， 挠 ／４
７ ， ５分 ； ９ 记 Ｓ为 ８ ～８ ， ４分 ； Ｏ ４ 记 Ｓ为 ８ ５
～
表 ３ 关 于 制 造 因素 的两 两 较 矩 阵
８ ， ３分 ；Ｓ为 ９ ～ ９ ， ２分 ；Ｓ 为 ９ 记 Ｏ／ ９ ５ ４ 记
９ ～９ ， １分 ； ５ ９ 记 Ｓ为 １ ０ ～ １Ｏ ， ０分 ； ０ １ 记 Ｓ 为超过 １ Ｏ ， １ 则直 接评 为不安 全 ， 禁通 载 。 严
— 上 Ｌ
Ｉ上
上
＿Ｌ
截 面积 负偏 差 和超载 现象严 重 等 问题 ， 以保 难
证 应急 装配 式钢 桥 处 于正 常 使 用状 态 ， 必须 实 施 安
全 性评 估 。
截 焊 拼 面 缝 装 积 质 质 负 量 里 偏 ｃ ２ Ｃ３ ２ ２ 差 （．）（．） ０１ ０６
（ ） 用 因 素 。包 括 ： 测 结 构 基 频 （ 。） 桥 ３使 实 Ｃ 、 跨 挠 度 （ ） ｃ 、构 件 应 力 （ 。）和 使 用 管 理 措 施 Ｃ。 （ 。） 使用 钢 桥 单 位 必 须 清 醒 认 识 到 钢桥 是 需 要 ｃ 。 精心 维护 的 ， 定要 定 期 检 查 各连 接 件 ， 有 松 动 ， 一 如
由于应 急装 配 式钢 桥 是 一 种 临 时性 桥 梁 ， 计 设 荷载标准不 能与车辆荷载 的发展 同步 ， 设计安 全 系 其 数较低 ， 故在 实际使用过程 中还需 加强桥 梁 的安 全管 理， 特别是要组 织协调好钢桥 的检查 、 维修 、 固［ ］ 加 ７ 。
收 稿 日期 ： ０ １０ — ０ ２ １－８３
９ ； 分 Ｓ为 ６ ～ ６ ， ８分 ； Ｏ ４ 记 Ｓ为 ６ ～ ６ ， ５ ９
表 ２ 关 于 设 计 因素 的 两 两 ｝较 矩 阵 ｂ
记 ７分 ；Ｓ为 ７ ～ ７ ， ６分 ；Ｓ为 ７ ～ Ｏ ４ 记 ５
一
致 性 指 标 ｃ Ｒ．一 ０ ０ ２ ０ １０ ． ． ５％ ． ０
—
ｌ
Ｉ
装配式钢桥安全性 Ａ
Ｉ Ｉ
ｌ设 因 Ｂ 素 计
Ｉ．７ （２ ） Ｏ８
ｌ
．
有 因 ０ 素 造
： ．７） ０ ８ （ ０
Ｉ
使 因 用素
Ｂ （．３ ） ３ ６ ５ ０
Ｌ — ＿— 』 Ｊ Ｌ ＿
结 理 理 构 论 论 甚 挠 应 频 度 力 Ｃｌ Ｃ２ Ｃ ３ ｌ １ １ （．）（． ０５ ０２ ０３ （．） ）
表 １ 关 于 钢 桥 安 全 性 的 两 两 比 较 矩 阵
Ｈｚ记 ５分 ； ３ １ ， ４分 ； ｌ ２ １ ， ｆ 为 ． ～４Ｈｚ 记 ｆ 为 ． ～３
Ｈｚ记 ３分 ； 为 １ １ ， ２分 ；厂 为 １Ｈｚ ， ｆ ． ～２ Ｈｚ 记 ＿ 以下 ， １分 。 记 理 论挠 度 （ ） 分 标 准 为 ： Ｃ 评 挠度 为跨 度 Ｌ 的 １ ５ ｏ以下 ， ９分 ； 度 为 Ｌ／ ９ ／ｏ 记 挠 ４ ９～ Ｌ ４ ０ 记 ８ ／５ ，