基於斜拉索安全性評估對比研究斜拉橋和矮塔斜拉橋的結構冗餘丨Engineering

2021-02-25 Engineering

Khawaja Ali, Hiroshi Katsuchi, Hitoshi Yamada.Comparative Study on Structural Redundancy of Cable-Stayed and Extradosed Bridges Through Safety Assessment of Their Stay Cables [J]. Engineering,2021,7(1):111-123.

日本橫濱國立大學土木工程系的Khawaja Ali與其研究團隊發布的最新研究基於斜拉橋和矮塔斜拉橋的斜拉索安全性評估，為比較斜拉橋和矮塔斜拉橋提供了新的見解。

由於斜拉索的使用，人們通常認為這兩種類型的橋梁擁有相同的結構。但是，國際橋梁設計標準規定了兩種類型橋梁各自的斜拉索的安全係數。為了解決這一錯誤概念，研究者通過考慮各種不利因素和破壞因素（如過載、鋼索損耗和腐蝕）的影響，對在疲勞和極限狀態下的斜拉索的安全係數進行了比較。

此次研究的主要目的是描述兩種類型橋梁之間的結構差異，並通過採用確定性和非確定性方法評估其結構冗餘。為了實現這一目標，根據日本現行的斜拉索設計指南，開發了兩座橋梁的三維有限元模型。在達到橋梁模型的平衡狀態之後，以參數方式對斜拉索的不同安全係數進行靜態分析。最後，採用一階可靠性方法和蒙特卡洛方法確定斜拉索的可靠性指標。

分析結果表明，在相同的荷載條件下，斜拉橋和矮塔斜拉橋在不同安全係數下具有不同的結構冗餘度。此外，隨著斜拉索的安全係數的增加，結構上的冗餘大大增加。

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