斜拉橋結(jié)構(gòu)魯棒性分析與評(píng)價(jià).pdf

1、斜拉橋通常位于交通生命線上的咽喉位置，一旦出現(xiàn)安全問(wèn)題，將會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。而隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加深，斜拉橋面臨的內(nèi)外部風(fēng)險(xiǎn)日趨復(fù)雜，不相稱破壞等“非傳統(tǒng)安全”問(wèn)題開(kāi)始凸顯，常規(guī)的結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)方法遭遇嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前，斜拉橋的安全設(shè)計(jì)主要基于理想無(wú)損狀態(tài)下的極限狀態(tài)檢算，而極少考慮結(jié)構(gòu)在遭受意外干擾或者局部損傷后的性能。因此，對(duì)斜拉橋的結(jié)構(gòu)魯棒性進(jìn)行系統(tǒng)性研究已是當(dāng)務(wù)之急，這對(duì)提高斜拉橋結(jié)構(gòu)抵抗不相稱破壞的能力具有重要的理論

2、意義和工程價(jià)值。
　　本文從斜拉橋敏感風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估、施工階段結(jié)構(gòu)魯棒性、運(yùn)營(yíng)階段抗震魯棒性和結(jié)構(gòu)魯棒性評(píng)價(jià)方法等幾個(gè)方面展開(kāi)研究。
　　對(duì)斜拉橋在施工階段和運(yùn)營(yíng)階段的敏感風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行了識(shí)別和歸類，并利用基于ALARP準(zhǔn)則的風(fēng)險(xiǎn)矩陣評(píng)估方法對(duì)典型風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行了分級(jí)評(píng)價(jià)。針對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)，研究了偶然事件控制法、增強(qiáng)抗力和延性法、替代荷載路徑法及增設(shè)消能裝置法等四條結(jié)構(gòu)魯棒性改善方法的適用性。
　　以湖南赤石特大橋?yàn)槔芯苛烁叨斩嗨?/p>

3、斜拉橋施工階段的結(jié)構(gòu)魯棒性問(wèn)題。基于赤石大橋高墩多塔結(jié)構(gòu)的施工階段特征，對(duì)遭受局部斷索情況的最大雙懸臂施工階段進(jìn)行了分析，同時(shí)研究了設(shè)置不同的備用索方案對(duì)剩余結(jié)構(gòu)靜力響應(yīng)的優(yōu)化作用。結(jié)果表明，懸臂施工階段備用索可以提供冗余的荷載傳遞路徑，協(xié)助剩余結(jié)構(gòu)更好地進(jìn)行內(nèi)力重分布，從而保證斜拉橋結(jié)構(gòu)在遭受局部斷索后仍是魯棒的。
　　以四川雅安大興二橋?yàn)槔芯苛藛嗡髅鎲嗡崩瓨虻目拐痿敯粜詥?wèn)題。基于大興二橋在分別設(shè)置縱、橫向阻尼器和抗震墩之后

4、的地震響應(yīng)，研究了增加消能冗余路徑和增強(qiáng)關(guān)鍵構(gòu)件消能能力這兩項(xiàng)措施對(duì)斜拉橋抗震魯棒性的改善作用，進(jìn)而提出基于塔底彎矩的抗震魯棒性評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明該指標(biāo)能初步評(píng)定斜拉橋結(jié)構(gòu)的抗震魯棒性。
　　借鑒建筑結(jié)構(gòu)魯棒性的研究成果，針對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)魯棒性量化分析的現(xiàn)狀與困境，提出以關(guān)鍵構(gòu)件或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的靜力響應(yīng)作為斜拉橋結(jié)構(gòu)魯棒性評(píng)價(jià)體系的出發(fā)點(diǎn)。進(jìn)而選取包括斜拉索應(yīng)力、主梁壓應(yīng)力、位移、橋塔彎曲應(yīng)變能和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)構(gòu)造魯棒性在內(nèi)的五項(xiàng)基礎(chǔ)性分項(xiàng)指