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【摘 要】随着我国城市化进程的加快,各类工程建筑的开展,我国的桥梁工程也取得了较大的发展和进步.下文中笔者将结合自己的工作经验,对桥梁结构系统研究和结构可靠性问题进行论述,文中笔者将从桥架结构系统、桥架结构的系统研究思路、桥梁结构可靠性理论研究现状、工程结构可靠性理论研究发展趋势等几个方面,谈谈自己对该问题的认识.

【关 键 词】桥梁；结构；可靠性

1桥架结构系统

由于桥梁相对于其他的建筑工程,具有材料种类多、结构复杂等特点,使得桥梁的结构系统设计相对于其他的建筑工程要更加的繁琐和复杂.桥梁结构系统作为整个桥梁工程的系统中的一个重要部分,对于桥梁的结构形式有着非常重要的影响,在实际的研究过程中还可以将该系统划分为若干的子系统,根据功能和要素以及环境的不同做详细的区分.

在桥梁结构系统中,要注意这样一个规则,那就是整体结构不等于各个子系统也就是各个部分之和.桥梁的每一个基本构件对于桥梁的结构系统来说都有着独特的意义和价值,但是整个桥梁结构系统的功能却与其中的任何一个独立构件的功能都不相同,因此在桥梁的结构系统的研究过程中,应该有机的处理整体和部分之间的关系,而不是将部分功能简单的相加得出整体功能.

对于该问题,有一种耗散结构理论认为,在一个相对封闭和独立的系统中,各个构件的平衡状态中蕴含着多种不稳定因素,也就是说当某项系数发生变化时,就有可能会引发若干构件的突变,从而导致整体的功能的不稳定.由于桥梁工程属于一种非线性行为,所以在对结构设计的过程中,应该充分的考虑其中可能存在的各种失稳因素,以便调整结构做好设计和预防.

2桥架结构的系统研究思路

2.1系统识别与健康监测

所谓系统识别,就是通过相关的计算机技术实现对桥梁的结构的建模,并根据该建模的结果,来判断结构的可行性和合理性.在实验的过程中,可以将待测的桥梁结构形式看作是一个“灰箱”系统,即通过不同的数据和信息的输入,可以实现对其“灰箱”的结构合理性的检验.要想做好这样一个“灰箱”实验,首先要对桥梁的使用规律和变化特点进行全面的分析和研究,才能实现最真实的数据模拟,这样所得到

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从操作步骤上看,要想实现对桥梁的健康状态的检测,应该从以下几个方面入手：

首先,针对系统输出,也就是要通过对无线通信技术的使用,来实现对相关的数据和信息的采集,目前来看,基于交通荷载的定点测试技术是最佳的采集方案之一；

其次,针对系统的输入和输出的分析,也就是说在系统的研发过程中,应该对系统的输入信息和输出信息的转化方式进行认真的分析和研究,一般说来,目前在桥梁模型中被广泛使用的结构模型修正法是一种比较合适的修正方法,可以实现输入信息和输出信息的合理转换；

再次,系统分析的终端应用,即在该识别系统中根据观察者对于检测数据的分析,对整个桥梁的使用情况和安全类别进行一个估算.

2.2系统控制

最早的系统控制理论产生于上个世纪二十年代,在当时主要的研究对象是变量线性定常系统,科研人员通过对频率法的使用,来检测和研究变量中的定常规律,并最终实现对该规律的应用.随着科技的发展,系统控制也有传统的单一的定常系统发展为多变量系统、系统灵敏度分析以及动态系统等多种形式,也实现了更加灵活和多样化的控制方法.

对于系统控制理论来说,动力系统是研究的关键内容,尤其是在桥梁的结构研究中,会随着交通荷载情况的不同产生不稳定的系统随机变化,此时这种非线性行为将会引发各种桥梁的使用问题.所以,在控制理论的研究过程中,应该充分的考虑抗震抗风设计问题,并形成被动控制、主动控制和混合控制相结合的控制体系.

3桥梁结构可靠性理论研究现状

桥梁在使用过程中,最重要的考量因素就是其“可靠性”,但是一直以来这个概念只是一个模糊的界定,而没有从具体的量化的角度对其进行分析.

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.

4工程结构可靠性理论研究发展趋势

首先,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FerryBesCastanheta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.

其次,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.

再次,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.

其四,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.

其五,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

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