大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究

大跨度斜拉桥拉索安全性分析方法研究

对斜拉桥结构安全性进行衡量的最为关键的一个标准就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性。出于对斜拉索钢丝与高强拉丝不均匀性之间相互影响的考虑，本文立足于可靠度观点对桥梁运营条件下斜拉索安全系数的变化进行了分析，然后以此为基础对分析大跨度斜拉桥拉索安全性的有效对策进行了分析。

标签：斜拉桥；拉索；安全系数

对斜拉桥结构安全进行衡量的重要指标就是运营期间斜拉桥斜拉索的安全性，由于钢丝本身的疲劳和锈蚀而导致断裂，这一现象是导致斜拉索受到破坏的关键原因，斜拉桥在使用期间的失效事故大部分都是由拉索失效引发的。本文以某大桥斜拉索工程为例，对大跨度斜拉桥拉索安全性的分析方法进行了分析。

1.大跨度斜拉桥拉索强度模型分析

大跨度屋盖中的索承体系、吊桥的吊索、悬索桥的吊索和主缆、斜拉桥的斜拉索等在对静荷载和动荷载进行承受的时候都采用了缆索。通常在设计阶段将组成索的钢丝公称破断力加起来作为钢索公称破断索力。但是因为在结构评估阶段需要对拉索承载力进行准确的计算，并且要对在增长的荷载作用下钢索出现的失效过程的复杂性进行考虑，对钢丝在承受荷载和变形的时候出现的索内断丝、腐蚀、交互效应等情况的综合影响进行考虑[1]。

2.采用Monte Carlo法对拉索强度进行估算

首先，钢丝样本本构之间的关系：因为受到了试验设备条件的影响，一般从钢丝样本的室内拉伸试验中对拉索的强度进行研究。在工程施工后期，分别选取其上游两个拉索中的长钢丝实施静力试验。本文以试验结果为根据，选择两阶段模型对拉索钢丝的本构特性进行模拟，采用线性对第一阶段进行表示；采用简化成线性的方式对样本非线性后屈服特性进行表示。尽可能少的控制点、计算更加方便、简单是简化钢丝将本本构关系时必须遵守的原则。通过对E、εe、εu、σu 等四个随机变量的利用，以试验结果为根据对随机变量的统计分布参数进行确定，其中统一量均值和试验均值之比就是均值系数，标准差与均值之比就是变异系数[2]。统一的统计分布式所有变量的服从对象。在本次研究中选择对数正态分布和正态分布，并未对随机变量之间的相关性等进行考虑，各个变量之间假设具有相互独立性。下表1为随机变量的统计分布。

其次，钢丝本构关系：采用简化模拟的方式将一根钢丝模拟成一个串联系统，这个串联系统是由m段钢丝试样共同组成的，那么该钢丝的强度也就是其中最弱节段的强度。采用L和L0来表示钢丝的长度和节段长度。这时候如果将拉力施加在钢丝端部，就会有不同的应变出现于不同的节段。在这种情况下，这个问题就变成了串联问题。