温差对预应力混凝土箱梁桥可靠性的影响.pdf

3 8 世 界 桥 梁 2 0 1 1 年第 2 期 温差对预应力混凝 土箱梁桥可靠性 的影响 赵 大 亮 ( 中铁第五勘察设计院集团有限公司， 北京 1 0 2 6 0 0 ) 摘要 ： 为 了研究温差对预应力混凝土箱梁桥可靠性 的影 响， 将温差 、 荷 载横 向分布系数 、 荷 载增长 系数 3个 影响结构抗 力的因素对结构可靠度 的影响进行对 比分析 。从概率 分析的角度将 影响结构 抗力 的因素视为 随机 变 量 ， 将作用效应表示为概率分布 函数 ， 建立结构抗 力模 型 ， 采 用 J C法 计算结构 可靠 度指标 ， 从 而判断结 构的可 靠 性 。以一座 5 跨先简支后连续的部分预应力混凝土连续箱梁桥为例 ， 分别计算温差 、 荷载横 向分 布系数 、 荷 载增 长 系数对结构 可靠度 的影响 ， 并对各参数进行敏感性分析 。结果 显示 ， 温差 比荷 载横 向分 布系数和荷 载增长 系数 对 箱梁桥结构可靠 性的影 响大 ， 且 温差 变化 幅度越大 ， 对箱梁桥结构的影响越大 。 关 键 词 ：预 应 力混 凝 土 结 构 ； 箱 梁桥 ； 温度 应 力 ； 可 靠性 中国分类号 ： U4 4 8 2 1 3 ； U4 4 1 5 ； T U3 1 1 2 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 1 7 7 6 7 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 3 8 0 5 1 引 言 近 二十 年来 ， 温度 应 力对 预 应力 混凝 土 桥 梁 的 危害越来越受到重视 ， 理论研究和试验研究均表明， 大跨 预应 力混凝 土 箱 梁桥 ， 特 别 是 超静 定 结 构体 系 ( 如 连续梁 桥) ， 温度 应 力 可 以达 到甚 至 超 出 活载 应 力水 平 ， 被 认为是 预 应 力混 凝 土 箱梁 桥 产 生 裂缝 的 主要 原 因之一 _ 】 。国 内 、 外 许 多 学者 对 温 度场 的确 定 、 温度应 力 的计 算 以及温 差 对 混凝 土 桥 梁 的影 响 等进 行 了深入 的研 究 2 。文 献 E 8 对全 国各 地 区 一 年 四季 的温度 变化 、 最高 温度 、 最 低温度 进行 了统 计分 析并得 出其服 从 的概率分 布 函数 。 预应力 混凝 土箱梁 桥在 我 国高 速公路 中应用 极 为广 泛 ， 由于我 国幅 员 辽 阔 ， 气 候 地 貌各 异 ， 预 应 力 混凝 土箱 梁桥 的布 置和 所 处 的地 理 位置 不 同 ， 导 致 温度 变化 幅度不 同 ， 温差 对 箱 梁结 构 的影 响程 度 也 不 同。本文依 据我 国交通 部 新 颁 布 的 公 路 桥 涵 设 计通用 规范 ( J T G D 6 0 2 0 0 4 ) 中规定 的温 度 梯 度 模式 ， 将温度 梯度 视为 随机变 量 ， 利用 可靠度 理论 研 究温度变化产生的次弯矩对箱梁结构可靠性的影响。 2 可 靠度指标 的计 算方 法 结 构可靠 度指标 是 以结构 功能 函数服从 正态 分 布为基础的， 利用正态概率分布函数可以建立结构 可靠度指标与结构失效概率间的对应关系。但在实 际工程 中 ， 结构 的功 能 函数 可能是 非线 性 函数 ， 大 多 数 随机变 量不服 从 正 态或 对 数 正 态分 布 ， 同时 也不 一 定 相互 独立 ， 因此 结 构 功能 函数一 般 也 不 服从 正 态分布 ， 不能直接计算结构的可靠度指标。J C法 9 适用于随机变量为任意分布下结构可靠度指标的求 解 ， 计 算精 度能 满足工 程实 际需要 。 J C 法 是 由 拉 客 维 茨 和 菲 斯 莱 ( R a c k w i t z - F i e s s l e r ) 、 哈 索 弗 尔 和 林 德 ( Ha s o f e r L i n d ) 等 人 先 后 提出来 的 ， 因为 国际安全 度 联合 委 员会 ( J C S S ) 推 荐采 用此 方法 ， 所 以通 常 被 称 为 J C法 。我 国 2 0 0 1 年 颁 布 的 建 筑 结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 ( GB 5 0 0 6 8 2 0 0 1 ) 和 1 9 9 9年 颁 布 的 公 路 工 程 结 构可 靠度设 计统 一标准 ( GB T 5 0 2 8 3 1 9 9 9 ) 中规 定采 用 J C法计 算结 构 的可靠度 。 J c法 求可靠 度指 标 的流程 如 图 1所示 。 己知： ( i = 1 ，2 ，n ) 的统计参数 、。 。及 分布类型；建立极限状态方程 g ( xl ， 2 ， = O ) 假定 基本随机变量 的设计验算点选 取设计验算坐标的初值，一般取 = 将 非正 态变量 进行 当量正 态化 处理 计算各变量 a 的值 根据口值和公式 x r 一 O a mx 。 ，求得xr 以本次 为l否 l I 口 一 口 下次取用值 I I 允许误差 J 是 本次口+ 1 即为所求的可靠度指标 图 1迭代 求解 可靠 度 指 标 流 程 收稿 日期 ： 2 0 1 0 一l 1 1 2 作者简介 ： 赵大亮 ( 1 9 7 3 一) ， 男 ， 高级工程 师， 1 9 9 8年毕业于兰州铁道学院桥梁工程专业 ， 工学学士 ， 2 0 0 3年毕业于兰州交通大 学桥 梁与隧道 工程专业 ， 工学 硕士， 2 0 0 8年毕业 于东南大学防灾减灾工程及 防护工程专业， 工学博 士( E ma i l ： z h a o d 1 7 3 2 1 c n c o m) 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 温差对 预应力混凝土箱梁桥可靠性 的影 响 赵大亮 3 9 3作 用效 应 的概 率分布 函数 3 1 恒载 的概 率分 布 函数 既 有结 构在 服役 过程 中 ， 恒 载 的变 化不 大 ， 因此 可 采用 与设 计 相 同 的 分 布模 型 ， 即 正态 分 布 。恒 载的概 率模 型 可取 为正 态分 布 ： N ( 1 0 1 4 8 G ， 0 0 4 3 7 G K ) 。其概 率分 布 函数 为 ： F ( )一 j 0 0 4 3 7 2 7 c G 1 K - 。 e x p 一 兰 。 i d c 式中， G 为恒载设计值 ， 取设计 图纸的标准尺寸与 材料 的标 准容 重相 乘之 积 。 3 2 活 载效应 的概 率分 布 函数 设计 基准 期活 载效 应最 大值 分 布类 型为极 值 I 型分 布_ 8 。在一 般 运 行状 态 下 和密 集 运 行 状 态 下 ， 设 计基 准期 T一1 0 O年 内的荷 载效 应 最 大 值分 布 均 可表示 为 ： F s T ( z )一 F 。 ( z ) m一 e x p - e x p ( - 生 ) ) m e x p - e x p - ) ( 2 ) 式 中 ， a和 为荷 载效 应截 口分 布 的参数 ； a 和 卢 为 时段 O ， T内荷载效应最大值 s 的概率分布 函数 F s T ( z )的参 数 ， 口 一 a ， = 卢 + a l n m。 4在 役 结构 抗 力随机 过程 模型 4 1 影 响混凝 土桥 梁 结构抗 力 的 因素 影 响结 构 抗 力 的 因素 很 多 ， 在 采用 以概 率 论 为 基础 的极 限状 态设 计 方 法 时 ， 结 构 抗 力 主 要 影 响 因 素有 3个 ： 材料 特性 不确 定性 、 几 何参 数不 确定 性 以 及 计算 模式 不 确定性 。影 响在役 钢筋 混凝 土结 构抗 力 的 主要 因 素 有 ： 混 凝 土 强 度 变 化 、 钢 筋 截 面损 失 、 钢 筋力学 性 能 变 化 以 及 计算 模 式 的改 变 。预应 力 混凝 土结 构除 了上 述 因素还 包括 预应 力筋 的损 失 及 力学性 能 的变 化 等 。因 而 ， 预应 力 混凝 土结 构 构 件 的抗力 是 多元 随 机 变 量 的 函数 ， 要 直接 获 得 各 种 结构构件抗力的统计资料并确定其统计参数和分布 类 型是非 常 困难 的 ， 通 常 先 对影 响结 构构 件 抗 力 的 各种 主要 因 素分别 进行 统计 分 析 ， 确 定其 统计 参数 ， ， 然后 通过抗 力 与各 种有 关 因素 的 函数关 系推 断 出结 构构 件抗力 的统计 参 数 ， 确定 结 构 构 件 抗 力 的 概 率 分布类 型 。 4 2 结 构 抗力模 型 结 构抗 力 可 以表 达 为 R ft X ， X ， ， X ) ， 其 中 x ， X。 ， ， x 为影 响抗 力 R 的 n个 因素 ， 为 随机 变量 ， 结 构构 件 抗 力 及其 影 响 因素 的统 计 参数 近似公 式 为 ( 3 ) ( 5 ) 式 。 均值 ： 1 R f ( x ) ( 3 ) 方 差 ： 一 O f ( 4 ) 变 异 系数 ： = 一O R ( 5 ) 5温 差对预 应 力混 凝土 箱梁 桥 结构可 靠性 的影 响 5 1工程概 况 某 5跨先简支后连续 、 部 分预应力混凝土连续 箱梁 桥 ， 横截 面 如 图 2所示 。上 部 结构 为 5 孔 ， 单孑 L 跨径 为 3 0 m， 桥 面行车 道 宽 1 2 m， 横 桥 向 由 4片单 箱单 室箱 梁组 成 ， 采 用 现浇 横 向湿 接 缝 连 接 。跨 中 截 面箱 梁 顶 板厚 1 8 c r n ， 腹 板 厚 1 8 c m， 底 板 厚 1 5 c m； 支座 截 面箱 梁 顶 板 厚 1 8 c m， 腹板 厚 2 5 c m， 底 板厚 2 5 c m。只 在 支 座 处 设 置 现 浇 横 隔 板 ， 采 用 双 柱式 墩 。 图 2预 应 力 混 凝 土 组 合 箱 梁 横 截 面 5 2混 凝 土强 度 的历时 变化 模型 本 文假 定箱 梁结 构 在服役 期 间抗 力劣 化主要 与 混凝 土 强度有 关 ， 为 了研 究温差 对 箱梁结 构 的影 响 ， 没有 考 虑结构 出现裂缝 的情况 。 在大气环境下混凝 土立方体抗压强度平均值和 标准 差 的经 时变 化模 型 可表示 为式 ( 6 ) 、 式 ( 7 ) 。 均值 ： ， ( )一 ， 1 4 5 2 9 e 。 。 o 2 “ ) ( 6 ) 标 准差 ； O f e ( )一 O f c 。 ( 0 0 30 5 t一 1 2 3 6 8) ( 7 ) 式 中 ， 、 。分别为混凝土 2 8 d立方体抗压强度 平 均值 和标 准 差 ； ， c ( )、 ( ) 分别 为 服 役 t 年后 立 方体 抗压 强 度平 均值 和标 准差 。 5 3 参 数 统计 采 用路 面 结 构 主 要 设 计 参 数 车 道 系 数 ( 1 条 车道 宽度 内通 过 的车辆 数 占整个 断 面通 过交通 量 的比例 ) 作 为 荷 载 横 向分 布 系 数 的统 计 参 数 口 引， 由 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 0 世 界 桥 梁 2 0 1 1 年第 2期 此 得到 车辆荷 载在结 构服役 期 问随机通 过边 梁 的概 率 。随着我国经济建设的发展 ， 交通中小客车、 大型 客 车 以及 集装箱 车 的 比重 随着平 均运距 的增加 而逐 年增长_ 1 ， 因此采用高速公路年平均 当量轴次增长 率 的统计 参数作 为车 辆荷载 年平 均增长 率 的统 计参 数 _ 】 ， 以考 虑 车辆 荷 载 增 长 对 服 役 结 构 可 靠 性 的 影 响 。 文 中所 指箱 梁 桥位 于 京 沪高 速公 路 上 ， 温度 梯 度 的统计参 数参 考华 东地 区( 上海 ) 温度 的分布 统计 参数 ( 见表 1 ) 。 表 1 变量统计 参数 5 4活 载效应 活载效应为 S 一S ( 1 +c ) 。其 中， s 为第 i 年活 载效应 的 随机 变量 ； C 为活 载增量 。 5 5影 响分析 本文 日照温 度梯度 的取值 及计 算方法 是依 据规 范进 行 的。为 了研 究荷 载参数 和温差 对箱 梁桥 结构 承载力可靠性的影响 ， 以边梁第 1跨跨中抗弯失效 模式和 1 号墩墩顶抗弯失效模式为例， 研究 了 4种 工况 。 工况 1 ， 只考虑设 计荷 载 ， 不 考 虑 荷载 增 长 和温 差 的影 响 。 工况 2 ， 将荷 载增 长系数 视 为 随机 变量 ， 以荷 载 横 向分布 系数为确 定性 变量 ， 不考虑 温差 的影响 。 工况 3 ， 只将 荷载 横 向分布 系数 视 为 随机 变 量 ， 不考 虑荷载 增长 和温差 的影 响 。 工 况 4 ， 只考 虑温差 的影 响 ， 荷 载横 向分 布 系 数 为确定性变量 ， 不考虑荷载增长 ， 从可靠度角度研究 温差 引起 的 次 弯矩 对 主梁 抗 弯 失 效 模 式 可 靠 性 的 影响 。 采用 J C法根 据 已知 各参 数 计 算 出结 构 的 可靠 度 指标 口 。 图 3为第 1跨跨 中在 4种工 况下 的抗弯 失效模 式可靠性在服役期间的变化规律 ； 图 4为 1号墩墩 顶 在 4种工况 下抗弯 失效模 式 可靠性 在服役 期 间的 变 化规律 。从 图 3 和 图 4 可 以得 到 以下 结论 ： ( 1 )在箱 梁 结 构 服役 期 间 ， 结 构 可 靠 度 指 标 随 时间 的增 长呈 下降趋 势 。主要是 由于 随着服役 时 间 的增长结 构材料 逐步 劣化 的结果 。 ( 2 )在所研 究 的 3个 随 机 变 量 中 ， 温差 对 主梁 抗 弯失效模 式影 响最 大 ， 荷 载 横 向 分 布系 数 影 响次 图 3第 1 跨跨 中抗弯失效模式 图 4 1号 墩 墩 顶 抗 弯 失效 模 式 之 ， 荷载增 长系数 影 响最 小 。对于 多片梁 式桥 ， 荷 载 增 长系数 和荷载 横 向分 布 系数表示 作用在 桥梁结 构 上的荷载分担到某片主梁的大小 ， 温差对预应力混 凝土 箱梁 桥 的 影 响 比作用 在 主梁 上 荷 载 的 影 响 还 大。因此 ， 在对箱梁结构进行可靠性分析和设计时， 不 能忽略 温差 的影响 。 5 6敏感 性分析 为 了进 一步 考察温差 和荷 载增 长系数 的变异性 对 主梁抗 弯失效模 式 的影 响 ， 按 照递 增 的关 系改 变 温差 和荷 载增长 系数变 异 系数 的步 长 ， 增量 为 0 1 。 箱梁桥在服役期问， 其主梁抗弯失效模式的 目标可 靠度指标 标一4 7 _ 8 j 。 图 5为温差 和荷载增 长 系数 的变异性 对第 1 跨 跨 中抗 弯失 效模式 可 靠性 的敏 感 性分 析 ； 图 6为 温 差 和荷 载增 长系 数 的变 异性对 1 号 墩墩顶 抗弯失 效 模 式 可靠性 的敏感 性分析 ( 图中 表示温 差 的变 异 系数 ， V 表示 荷 载增长 系数 的变异 系数 ) 。 从 图 5和 图 6可 以得 到如 下结论 ： ( 1 )在荷 载增长 系数 和温差 变异 系数 步 长增 加 相 同的情况 下 ， 温 差 的变 异 性 比荷 载 增 长 系数 对 主 梁抗弯 失效模 式 的影 响 大 ， 可靠 度 指 标 随着 变 异性 的增大而减小 。温差变异系数变化越大 ， 主梁抗弯 失效模式可靠度指标衰减越快 。 ( 2 )随着服役年限的增长， 结构的可靠度指标 逐步下降。在服役初期温差的变异性对主梁抗弯失 效 模式 的影 响 比后 期 大 ； 在 结 构可 靠 度 指标 低 于 目 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 温差对预应力 混凝 土箱梁桥可靠性 的影 响 赵大亮 4 1 图 5第 1跨跨 中抗弯失效模式 图 6 1号 墩 墩 顶 抗 失效 模 式 标可 靠度 指标 后 ， 温 差 变 异性 对 主梁 抗 弯 失 效 模 式 的影 响 比初 期 的小 。这 可 能 由于箱梁 结构 产 生裂缝 后 ， 箱 梁结 构 内 、 外 温差 相差 较小 的原 因 。 ( 3 )在温 差 变 化 较 小 ( V 一0 0 2 4 ) 的情 况 下 ， 第 1 跨 跨 中抗 弯失效 模式 在 服役 5 5年时 ， 其 可靠度 指 标低 于 目标可 靠 度指 标 ； 而 1号 墩 墩 顶抗 弯 失 效 模 式则 在 6 O年 时 ， 其 可靠 度指 标低 于 目标 可靠 度指 标 。在 温差 变化 较大 ( 一0 2 2 4 ) 的情 况 下 ， 第 1 跨 跨中抗弯失效模式在服役 3 5 年时 ， 其可靠度指标低 于 目标 可靠度 指标 ； 而 1号 墩 墩 顶抗 弯失 效 模 式 则 在 4 O年 时 ， 其 可靠 度 指 标 低 于 目标 可 靠 度 指标 ， 比 相应 的跨 中抗 弯 失效 模 式 的 使 用 寿命 缩 短 了将 近 2 0年 。在对 预应 力 混凝 土箱 梁 结 构进 行 设 计 时 ， 应 当充 分调查 和 统计 当地 的温 度 变 化 ， 减 少 温 差产 生 的不利 影 响 。 6 结 语 在 不考 虑抗 力 衰退 的情 况 下 ， 研 究 了荷 载增 长 系 数 、 荷 载横 向分 布 系 数 和 温 差 3个 随 机 变量 对 预 应力 混凝 土箱 梁 桥 可 靠 性 的影 响 。研 究 结 果 表 明 ， 温差 对 主梁抗 弯失 效 模 式 影 响 最 大 ， 荷 载 横 向分 布 系数 影 响次之 ， 荷 载增 长 系数影 响最 小 ； 温差 变化 幅 度越 大 ， 对 箱梁 桥结 构 的影 响越 大 。 随着 经 济建 设 的 发展 ， 未 来 的交 通 流 量 必 然 会 增大 ， 荷 载 的增 长 对 结 构 可靠 性 的影 响 同样 不 容 忽 视。对多片梁式桥 梁结构进行可靠性分析 时， 应将 荷载 横 向分布 系 数视 为 随机 变 量 ， 这 样 更 接 近 结 构 的实 际受 力情 况 。 因此 ， 在 对 既有 预 应 力 混 凝 土箱 梁 桥结 构进 行 可靠性 分 析时 ， 应考 虑 到温差 、 荷 载 的 时变性 以及 由于环 境 因素 、 材 料 因素 等 引 起 结构 抗 力的衰退 ， 使结构 的可靠性在 服役期 内不 断下降。 应充分预测该地区的交通流量变化趋势以及统计分 析当地温度变化 的参数 ， 从而利用可靠度 指标 的变 化规 律 对 结 构 制 定 合 理 、 经 济 的 养 护 维 修 及 加 固 方 案 。 参 考 文 献 ： 1 范立础桥梁工程( 上册 ) M 北京 ： 人 民交 通 出版社 ， 2 001 2 张元海 ， 李乔预应力 混凝 土连续 箱梁桥 的温度 应力 分析_ J 土木工程学报 ， 2 0 0 6 ， 3 9 ( 3 ) ： 9 8 1 0 2 E 3 彭友松 ， 强 士中公路混凝 土箱 梁三维 温度应 力计算 方 法E J 交通运输工程学报 ， 2 0 0 7 ， 7 ( 1 ) ： 6 3 6 7 4 方志 ， 汪剑 大跨预应 力混凝 土连续 箱梁 桥 日照 温 差效应 J 中国公路学报 ， 2 0 0 7 ， 2 0 ( 1 ) ： 6 3 6 7 5 张 蜩 ， 胡兆 同， 贾 润 中钢筋混凝土连续 弯箱梁桥 的温 度梯度 J 长安大学学 报 ( 自然科 学版 ) ， 2 0 0 6 ， 2 6 ( 4 ) ： 5 8 6 2 6 3 C a r i n l R W，J o h n E B，J a s o n C Me a s u r e me n t s o f The r ma l Gr a d i e n t an d The i r Ef f e c t s o n Se g me nt a l Con c r e t e B r i d g e J J o u r n a l o f B r i d g e E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 2 ， 7 ( 3 ) ：1 6 6 1 7 4 7 B a r r P J ， S t a n t o n J F ，E b e r h a r d M O E f f e c t s o f T e m p e r a t ur e Va r i a t i ons o n Pr e c a s t ， Pr e s t r e s s e d Conc r e t e B r i d g e Gi r d e r s J J o u r n a l o f B r i d g e E n g i n e e r i n g ， 2 00 5，10( 2 )：18 6一 l 94 E 8 李扬海 ， 鲍卫 刚 ， 郭修武 ， 等公路 桥梁 结构可 靠度 与概 率极 限状态设计 M 北京 ： 人 民交 通出版社 ， 1 9 9 7 9 张建仁 ， 刘 扬 ， 许福友 ， 等结构 可靠度 理论及 其在桥 梁工 程中的应用 M 北京 ： 人 民交 通出版社 ， 2 0 0 3 1 0 S u p p l e me n t No 1 ( E x i s t i n g B r i d g e E v a l u a t i o n )t O C S A S t a n d a r d CAN CS AS 6 8 8：De s i g n o f Hi g h wa y Br i d g e s I s 1 1 牛荻涛 ， 王庆霖一般 大气 环境 下混凝土强度经时变化 模型 J 工业 建筑 ， 1 9 9 5 ， 2 5 ( 6 ) ： 3 6 3 8 1 2 GB T 5 0 2 8 3 1 9 9 9 ， 公 路工程结 构可 靠度设计 统一 标 准 s 1 3 J T G D 6 o 一2 0 0 4 ， 公路桥涵通用 设计规范 s 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 2 世 界 $ I - - 2 0 1 1年第 2 期 I m p a c t o f Te m p e r a t u r e Di f f e r e nc e o n Re l i a b i l i t y o f Pr e s t r e s s e d Co nc r e t e Bo x Gi r d e r Br i d g e ZHA0 Da l i an g ( Ch i n a Ra i l wa y Ti e wu y u a n S u r v e y a n d De s i g n Gr o u p C o ，L t d ，B e i j i n g 1 0 2 6 0 0，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：To i nv e s t i g a t e t he i m p a c t of t e m p e r a t u r e d i f f e r e n c e on t he r e l i a b i l i t y of pr e s t r e s s e d c on c r e t e ( PC)bo x g i r de r br i d ge ，t h e i mp a c t o f t hr e e f a c t or s o f t he t e m p e r a t u r e d i f f e r e nc e，l o a d t r a n s ve r s e d i s t r i bu t i o n c o e f f i c i e nt a n d l o a d i n c r e a s e c o e f f i c i e n t t ha t ha v e i mpa c t on t h e s t r uc t u r a l r e s i s t a n c e o n t he r e l i a b i l i t y o f t h e s t r uc t ur e wa s c omp a r e d a nd a n a l y z e dFr o m t h e a n gl e o f p r o b a - b i l i t y a na l y s i s，t he f a c t o r s we r e r e ga r d e d a s t he s t o c h a s t i c v a r i a bl e s a nd t he a c t i o n e f f e c t wa s e x p r e s s e d a s t he d i s t r i bu t i o n f un c t i on o f t he pr o ba b i l i t y Th e mod e l o f t h e s t r u c t u r a l r e s i s t a n c e wa s e s t a b l i s h e d ，t h e r e l i a b i l i t y i n d i c e s o f t h e s t r u c t u r e we r e c a l c u l a t e d b y t h e J C me t h o d a n d t h e r e l i a b i l i t y o f t h e s t r u c t u r e wa s t h e r e f o r e j u d g e d B y wa y o f e x a mp l e o f a 5 - s p a n p a r t i a l P C c o n t i n u o u s b ox g i r d e r b r i dg e t h a t wa s f i r s t l y s i mpl y s u p po r t e d a n d l a t e m a de c on t i nu o us，t he i mpa c t of t h e t e mpe r a t ur e di f f e r e nc e，l o a d t r a n s v e r s e d i s t r i bu t i o n c o e f f i c i e n t a nd l oa d i n c r e a s e c oe f f i c i e nt on t h e r e l i a bi l i t y o f t he s t r u c t ur e wa s r e s p e c t i v e l y c a l c ul a t e d a nd t he s e ns i t i v i t y a n a l y s i s o f v a r i o us p a r a me t e r s wa s ma d e Th e r e s u l t s o f t h e c a l c u l a t i o n a n d a n a l y s i s d e mo n s t r a t e t h a t t h e i mp a c t o f t h e t e mpe r a t ur e d i f f e r e n c e on t he r e l i a b i l i t y o f t he s t r uc t u r e i s gr e a t e r t ha n t ha t o f t h e t r a ns v e r s e l oa d d i s t r i b ut i on c o e f f i c i e n t a n d l o a d i n c r e a s e c oe f f i c i e nt a nd t h e g r e a t e r t he c h a n ge s o f t he t e m p e r a t u r e di f f e r e nc e a r e，t he g r e a t e r t he i mpa c t OI 1 t he s t r u c t ur e wi 】 1 I ) e Ke y wo r ds ：pr e s t r e s s e d c o nc r e t e s t r u c t u r e；bo x g i r de r b r i d ge；t e mpe r a t ur e d i f f e r e nc e s t r e s s； r e l i a bi l i t y ， ， ， l ， ， l l l l ， l l ， ， ， ， m m ， l ， ， ， ， ， ， ， l ， ， l l ， ( 上接 第 1 7页) 的应用 抗 震 。 中国 台湾 高 铁 中有段 大 约 5 k m 左右 的线路 跨越一 个 重 要 的 高科 技 工业 园 ， 园 内有 许多 工业对 振动敏 感 ， 为减 小 振 动对 周 围 环境 的影 响 ， 该段 桥 梁采用 了柔 性 结 构 支座 ， 实 现 了 “ 质 点 一 弹簧体 系” 。质点 一 弹簧 体 系 作 为最 有效 的减 小 振 动的方案而被人们熟知 ， 该体系在基于质 点被构成 整个桥 梁上 部结构 和叠加 恒 载组成 的柔性支 座 系统 支撑下 工作着 。支 座竖 向刚度 的选 择主要考 虑竖 向 振 动时上 部结 构 的 自振 频 率 达 到 1 0 Hz ， 以为 列 车 的自振频率和构造物所产生噪音的频率之间提供了 足够的差距。利用阻尼非常低的天然橡胶复合物可 将动力刚化效应减至最低 ， 并开发出具有所需各种 竖 向刚度 的支 座 。根据欧 洲规 范 E N 1 3 3 7 3针对 使 用状态 下 的竖 向荷 载和 弯 曲扭 转来设 计支 座 。为 将 橡胶支 座 的剪 切变 形减 小至最低 ， 由徐变 、 收缩 和 温 度效应 产生 的水平 位移 通过每跨 活动 端 的聚 四氟 乙烯和不 锈钢 滑动 面 释放 掉 ， 运 营 和地 震 荷 载 引起 的所 有水平 荷 载 由完全 独立 于橡胶 支座 的剪力 键承 担。支座系统考虑了方案 4 ， 使用合成橡胶支座作 为 自由滑 动部 分 。 6 结 语 高速铁路桥梁尽管其静力构造 比较简单 ， 但 由 于道 床和 钢轨之 间 的相 互作 用 以及 支座 系统 间的相 互作用 使得 高速 铁路桥 梁支座 设 计需要 特别考虑 评 估 。本 文列举 了可 能用 到 的 几种 桥 梁 支 座 系统 ， 设 计者在了解支座性能的基础上需根据结构设计的性 能要求正确选择支座。 参 考 文 献 ： 1 Ag o s t i n o Ma r i o n i B e a r i n g S y s t e ms f o r Hi g h S p e e d R a i l w a y B r i d g e s C S i x t h Wo r l d C o n g r e s s o n J o i n t s ， Be a r i n gs a nd Se i s mi c Sys t e m s f or Co nc r e t e St r u c t ur e s H a l i f ax，20 06：1 7 2l | 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m