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施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2011年9月上第40卷第348期
预应力混凝土简支梁桥的可靠度分析与计算研究
于可，杜斌？
(1.贵州路桥集团有限公司，贵州贵阳550001；2.贵州大学土建筑工程学院，贵州贵阳
550003）
[摘要】对按照我国现行桥涵规范设计的预应力混凝土商支T梁桥进行了可靠度分析，以（中华人民共和国交通行业公路桥架通用图）（2008版）中的预应力混疑土简支T案桥为例，将作用效应、材料特性和相应的几何参数均视为随机变量，定义了预应力混凝土桥梁结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态方程，根据现有文献中的统计参数，采用可靠度分析的一次二阶矩方法，分别计算了跨度为20，25,30，35及40mT架的承载能力可靠度、抗裂可靠度，根据可靠度计算结果，对各参数进行了敏感性分析，揭示并分析了按照现行桥规范设计的预应力混凝土简支T渠的可靠度水平。
【关键调】预应力混凝土；规范；可靠度；敏感度分析
【中图分类号】U445.57
[文截标识码】A
【文章编号】1002-8498(2011)17-0040-04
ReliabilityAnalysisand Calculation ofPrestressed ConcreteBridges
Yu Ke', Du Bin?
(1. Guizhou Road&Bridge Group Co. ,Lad. ,Guiyang, Guithou550001,China;
2. College of Civil and Architecture Engineering, Guishou Unisersity,Guiyang, Guishou550003,China)
Abstract; The authors discuss the reliability of prestressed concrete bridges, typical post-tensioned concrete T-beams with spans ranging from 20m to 40 m widely used in Chinese highway are considered. Loadings, material properties and deterministic parameters are treated as random variables, the ultimate and service limit state equations are derived by strictly adhering to the load and capacity formulas requirements set forth in Chinese highway bridge design specifications. Through integrating first order reliability method (FORM), the authors calculate the reliability indices for flexural capacity and flexural cracking. Additionally, the sensitivity analysis of basic parameters is carried out, the result of reliability level for prestressed concrete bridges is received.
Key words:prestressed concrete; standards; reliability; sensitivity analysis
桥梁结构可靠度理论的研究在20世纪取得了
突破性进展，其成果在各国的设计规范和可靠性鉴定标准的修订和编制上得到体现。1979年，Andrzej S.Nowak等针对钢桥和预应力混凝土桥的上部结构，校准了安大略省公路桥梁设计规范（OHBD)")；随后，MichelGhosn和FredMoses对现场实测的大量的车辆荷载和桥架响应数进行了可靠度分析，计算出结构使用期内可能出现的最大活载和可靠指标，先计算按当时AASHTO规范设计的标准跨径的目标可靠指标，提出一种能使所有跨径均达到该目标值的设计方法，参数分析表明，该方法对数据
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的小范围变化并不敏感，并可作为以后规范修订的依据[2];Ali S.AI-Harthy和Dan M.Frangopol将荷载、材料特性、预应力水平、计算模型均视为随机变量，利用系统可靠度的方法计算预应力混凝土梁在各阶段的失效概率，给出了PC梁以二阶矩法和优化程序结合的设计步骤[3]，并提出了相应的可靠度评估方法(4);J.S.Du和F.T.K.Au考虑后张预应力混凝土梁，按照承载能力极限状态和正常使用极限状态分别对按我国规范、我国香港地区规范和美国 AASHTO规范设计的预应力混凝土桥梁进行预应力筋用量和可靠指标对比分析[3]。
目前，我国已经采用新版的桥架设计规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTC D62—2004(°)，交通运输部专家委员会也编制了装配式预应力混凝土简支梁上部结构通用图（2008 版)()。根据上述研究成果，本文采用可靠度分析