冗余度理念在橋梁結構設計中的應用

1、<p>　　冗余度理念在橋梁結構設計中的應用</p><p>　　周建新1楊自珍2曹佳2</p><p>　　(湖州交通規(guī)劃設計院，浙江，湖州，313000)</p><p>　　【摘要】橋梁的結構設計直接決定了橋梁的質量和運行效果，是保障人們 出行安全的關鍵。冗余度理念在橋梁結構設計中的應用越來越廣泛，但是我國橋 梁結構冗余度設計水平還有待提高。基于此，

2、下面木文簡要分析了冗余度理念在 橋梁結構設計中的應用，以供參考。</p><p>　　【關鍵詞】冗余度理念；橋梁；結構設計</p><p>　　橋梁是我國主要的交通形式之一，特別是在復雜的環(huán)境中，通過橋梁的搭建 能夠減短行車路程，提高工作和出行的效率。在現(xiàn)代化的發(fā)展中逐漸的擴大了橋 梁建設工程，主要由于我國人口數(shù)量的增加，機動車的數(shù)量飛速上漲決定的。在 進行橋梁結構設計的時候，需要將橋梁結

3、構的安全性作為重難點，因此需要對整 個橋梁結構的冗余度進行科學合理設計。</p><p><b>　　橋梁設計概述</b></p><p>　　連續(xù)性。近年來，我國各地區(qū)交通運輸量持續(xù)升高，機動車數(shù)量也越 來越多，橋梁需要承擔的荷載也不斷增大，為了保障道路橋梁的耐久性和穩(wěn)定性， 道路橋梁結構化設計中，要結合項目的兵體情況，保持道路橋梁結構的連續(xù)性和 一體化，在確保道路

4、橋梁結構穩(wěn)定、均勻受力的基礎上，適當擴大受力面積，縮 短傳輸路徑，并且為道路橋梁項目施工提供便利，節(jié)約施工材料，提高道路橋梁 結構的穩(wěn)定性和連續(xù)性。</p><p>　　綜合性。道路橋梁結構化設計應充分考慮到橋梁結構和施工材料內容， 重點分析不同結構形狀的應用優(yōu)勢和受力特點，有針對性地調整道路橋梁設計方 案，實現(xiàn)良好的設計效果，并且對于道路橋梁結構中的各個位置，結合施工要求， 在確保最優(yōu)結構化設計的基礎上，選擇最

5、合適的材料，提高道路橋梁結構的合理 性。</p><p>　　整體性。道路橋梁結構化設計，應注意其整體性，重點關注道路橋梁 的特殊部位，確保其穩(wěn)固性，在結構化設計過程中，提升整體道路橋梁結構的承 受能力，在保障道路橋梁質量的基礎上，在建設道路橋梁過程中合理控制施工成 本，提高其經濟效益。</p><p>　　科學合理性。在橋梁的設計中，方案的合理性主要從兩個個方面來體 現(xiàn)：一是經濟的合理性

6、。任何工程施工都要具冇一定的預算成本，盡量降低工程 預算，提高工程的經濟效益，但是在較多的橋梁施工中，沒有對經濟進行合理性 的設計，一些砂石和巖石可以在附近的環(huán)境中發(fā)掘使用，但是較多施工單位為了 便利，沒冇進行就地取材的使用，浪費了自然資源，也沒有節(jié)約工程成本。二是 結構的合理性。隨著人們生活水平的提高，已經經濟的快速發(fā)展，交通越來越繁 忙，更加大型和載重量較多的機械設備中橋梁中穿梭，這就要求橋梁要奮足夠的 承重量和耐久性，那就必須優(yōu)化

7、結構設計，運用力學原理，使用預應力等結構提 高橋梁的承重力。但是，我國的部分橋梁設計在結構的優(yōu)化中，缺少專業(yè)技術的 支持，若是偷工減料和縮短施工工期，更加影響橋梁的穩(wěn)定結構建設。</p><p><b>　　冗余度理念概述</b></p><p>　　冗余度在橋梁結構體系中占有很重要的地位。橋梁結構的承載力大小與橋梁 結構體系的荷載與再分配能力的大小有正相關的關系。如

8、果橋梁結構沒奮冗余度， 整個結構體系的安全系數(shù)也必然會很低。那么當某部分部件遭受破壞的時候，橋 梁整體的結構就會受到很大的影響。當橋梁結構具備合理的冗余度，蘇安全性大 大提高，即使某些部件被破壞，橋梁的整體性能也不會受到很大的影響。由此可 見，要想切實提高橋梁結構的穩(wěn)定性和安全性，必須做好冗余度設計。</p><p>　　0前一些復雜結構的道路橋梁設計難度較大，在實際設計過程中，很多設計 人員的專業(yè)技術水平不高，

9、創(chuàng)新能力不強，難以有效應用一些新的設計理論和防 范。</p><p>　　此外，很多設計人員對于冗余度理念的理解不到位，橋梁冗余度研究及實際設計 水平不高，導致橋梁在建成以后，存在許許多多的安全隱患，使得橋梁得不到冇</p><p>　　效地安全保障。因此，在橋梁結構設計中，我們需要合理應用冗余度理念，不斷 優(yōu)化項0設計方案，確保道路橋梁項B的順利施工建設，確保項0質量，推動道 路橋梁快速

10、發(fā)展，實現(xiàn)良好的社會效益和經濟效益。</p><p>　　冗余度理念在橋梁結構設計中的應用</p><p>　　3.1橋梁各設計參數(shù)對結構冗余度的影響</p><p>　　跨長對結構冗余度的影響。當橋梁存在較多的外部橫向連接的時候， 即使橋梁的跨長有所區(qū)別也可以實現(xiàn)相同的冗余度。由此可以看出，所以橋梁的 跨長對結構冗余度的影響較小，跨長并不是冗余度的主要決定性影響因

11、素。</p><p>　　外部橫向連接類型對結構冗余度的影響。在進行橋梁結構設汁的過程 中，首先應該符合荷載最低標準，然后科學設計外部橫向連接的類型，以及橋梁 實心橫隔板的連接。由此可見，橋梁的安全性和穩(wěn)定性在很大程度上會受到外部 橫向連接類型以及實心橫隔板鏈接的影響。需要注意，對于如果外部橫向連接類 型以及橫隔板有所差異，那么對于橋梁冗余度設計的影響也有差別。</p><p>　　外部橫

12、向連接數(shù)量對結構冗余度的影響。在橋梁受到破壞的初始階段， 混凝土橋面所受到的損壞荷載很難及時從梁損壞區(qū)域傳遞到最近的橫向連接部 位。由此可以看出，外部橫向連接的類型及數(shù)量對橋梁設計的冗余度奮很大的影 響。在橋梁設計中，冗余度的大小與橋梁跨度中所包含的外部橫向連接的類型及 數(shù)量有一定的關系。</p><p>　　3.2橋梁設計冗余度的實現(xiàn)方法</p><p>　　橋梁結構冗余度設計應該滿足以

13、下基本要求：首先，橋梁的設計應該以滿足 國家標準要求為前提，嚴格參照國家相關的行業(yè)標準進行合理設計。按照新產品、 新技術發(fā)展水平進行運行，充分利用現(xiàn)有的資源完成工程安全級別，保證工程實 際施工效果。蘇次，橋梁設計應該因地制宜，從所在地區(qū)的實際情況出發(fā)，冗余 度設計必須切合實際。例如根據(jù)公路體系中的部分路段滑坡、泥石流、洪水的發(fā) 生概率，制定相應路段結構的冗余度。再者，在橋梁設計中，最大限度采用連續(xù) 性、整體性強的結構模式。此外，借鑒國外

14、的優(yōu)秀經驗和成果。橋梁結構冗余度 設計方面的欠缺己經是設計人員應該重視的重要內容。要想提高冗余度設計，除</p><p>　　了應該在國橋梁設計案例中不斷增加經驗與教訓，加大科研力度，此外還應該積 極吸收國際上的成功經驗和先進技術，這樣我國橋梁結構設計水平才可以得到切 實提高。然而，冗余度設計理念的意義在于當橋梁遭遇破壞的吋候還可以確保橋 梁結構的功能性，因此冗余度并不是橋梁設計可靠性的判定指標。</p&g

15、t;<p><b>　　結束語</b></p><p>　　綜上所述，橋梁是我國交通運輸系統(tǒng)的重要組成部分，對于各地區(qū)經濟發(fā)展 有著重要影響，并且為人們的交通出行提供了多種便利。不冋道路橋梁項0的特 點，有針對性地進行結構化改進，提高設計方案的可靠性和針對性。在實際應用 過程中，要根據(jù)橋梁的具體使用功能，并根據(jù)橋梁設計參數(shù)對結構冗余度的影響, 合理進行冗余度設計。另一方面積極借

16、鑒國際上的成功經驗，在未來發(fā)展過程中 應加大對冗余度設計方法的研宄，推動我國橋梁工程快速發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　［1】李燕芳.關于橋梁結構設計問題綜述［j］.城市建設理論研究：電子版，2013 (13).</p><p>　?。?】鄭本偉.淺析關于橋梁結構設計問題［」］.城市建設理論研究：電子

17、版，2012</p><p><b>　　.</b></p><p>　?。?】劉立軍.淺析公路橋梁設計中存在的問題及解決措施［」］.民營科技，2014 (7).</p><p>　　［4】耿秀華，劉冉，趙誠杰.公路橋梁設計中的安全性和耐久性探討［」］.城市建 設理論研宄，2013 (28).</p><p>　　［5】