|
老题目，新理解。现代桥梁设计的新理念 范文理
: u( ]- {$ a! N F2 h一、桥梁安全与耐久的理念
" p$ O% _3 Q1 r4 {+ m& B1 @5 B安全性——正常使用时具有良好的工作性能；
& n4 `0 H+ g# U7 F2 n' H耐久性——正常维护下具有足够的耐久性能；+ o9 a) d2 H) q7 g0 g3 E1 G; g
完整性——偶发事件时，保持必需的整体稳定性% z) `1 L# @8 T- }0 _) J! S
（小震不动、中震不坏、大震不垮 ）6 q- u5 h, k6 ?9 q
二、损伤及损伤容限) W1 i, O/ A% G% J8 |
损伤容限是指结构在规定的使用周期内抵抗由缺陷，裂纹或其它损伤而导致破坏的能力。
^+ f* z# [% Y损伤容限的设计概念是承认结构在使用前就带来初始缺陷，但必须通过设计的方法把这些缺陷或损伤在结构使用期间内控制在一定范围内保证结构使用的安全与耐久性。 y: ~9 B4 t" y4 ~. K+ R
前人对损伤容限的概念并不陌生，如在天然石料的应用中，“十拱九裂”的说法古而有之，带裂缝工作的石拱桥并未危及使用安全。' E# `) e* E- G8 @* g( N2 M
三、桥梁结构的损伤
0 r$ F9 T2 n d$ \9 S材料损伤——材料生产过程中带来的缺陷；8 f, t! k/ e/ x6 q; y
材质改变——焊接热过程使焊接接头区附近母材（HAZ）强度提高，塑性韧性下降。
# H( Y8 t$ n" `7 O/ V! Y+ U* H工艺损伤——加工过程，施工过程制造的缺陷如焊接缺陷，特别容易由不合理的结构设计带来（钢管拱节点采用肋钣加劲，导致疲劳寿命降低2/3）。; b3 U! ?% o4 }, d( j: Z
JSSC（日本钢协）桥梁钢结构焊接裂纹统计结果表明：因结构和细节设计不良占47％，因加工工艺占31％，因材料占17％，因其它占5％，可见细节设计的重要性。
9 T! X9 N5 ^( X( y四、广义损伤对结构的影响1 r" o+ q& [! M8 ^& `% t
缺口（焊接缺陷、加工缺陷）——疲劳与断裂
# p% @0 f& A' V# d腐蚀（一般腐蚀与应力腐蚀）——腐蚀疲劳与
! Y" v* ^& z7 R- P1 ]* Q. K' l# N5 F 环境断裂$ G. D8 j. B2 G H5 ?/ U# f& u2 W
残余应力（焊接及冷加工）——疲劳与稳定! e( C3 t3 F+ m5 m6 N$ }. r
初始变形（加工及运输安装过程）——疲劳与稳定
1 i3 [& p; z/ f五、损伤导致桥梁破坏的实例! q6 Y: k: b8 ~9 j( J3 g: X) {6 T
广东虎门大桥——钢箱梁正交异性桥面板 7 R/ H* }4 z, `7 v
疲劳开裂事故 9 X6 x6 B3 b3 ~4 R! V
鄂黄长江大桥——前支点挂篮拉杆断裂事故
$ b. h, J' Y6 k- M5 o六、设计观念的更新
% M3 {6 R* j4 F. t+ W, C2 U建立桥梁结构设计——施工——维护的系统工程观念，虽然材料和结构存在损伤但在设计周期内，损伤的发展不危及结构安全。控制材料的缺陷范围；+ x' C" @( s; c" [5 B) u
控制材料及焊接接头的韧性和强度的合理配合， 韧强比Akv/fy的概念；英国BS5400规范AKV≥fY/355*[0.3t（1+0.67kt）]表示了韧性指标AKV和材料强度fY、板厚t以及应力集中状况kt的关系。7 k5 W- K3 `- M4 U
减少设计和工艺对结构的硬伤; c, ~: P ~" ]. q' w! b6 R! J
减小焊接系数量和焊缝尺寸，合理的焊接材料选择；
) O% P z/ n* x5 {3 T防腐蚀不再是装饰，更重要的是保证结构安全的需要，因此更需要建立大气环境污染和环境腐蚀的不同概念，用于指导科学、合理、完善并有明确使用和维修周期的防腐蚀设计。
' G h; j( h% U, }% p | 
显身卡
