宁森全

[摘 要]设计人员在对桥梁进行设计的过程中，为了保证桥梁整体结构的安全性和稳固性，对冗余度的运用越来越注重，他们通过将桥梁的断裂和破坏模式与冗余度联系起来进行分析，确定了桥梁抵抗一般结构损坏力的能力。本文主要通过分析美国钢桥和俄亥俄州I-275四跨连续钢板梁桥为例，首先对冗余度的定义以及其在桥梁结构体系中的内在意义，其次简要的介绍了冗余系数与桥梁各设计参数的关系，最后针对桥梁结构的冗余度设计提出了几点合理化建议。

[关键词]桥梁设计；冗余度；安全性；钢桥； 疲劳断裂

中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0029-01

1 冗余度以及其在桥梁设计中的内在意义

1.1 冗余度的定义及内涵

通过媒体报刊的报道，分析美国钢桥和俄亥俄州I-275四跨连续钢板梁桥的破坏过程，不难发现在I-275四跨连续钢板梁桥中，即使出现了局部的桥墩破坏桥体仍然还可以保持稳定约十分钟，而美国钢桥则是突然地结构失稳而塌裂，产生这一现象的主要原因众说纷纭，尽管有学者分析指出了其产生原因的多样性，但归根结底起关键作用的是结构体系的冗余度。而关于冗余度，通常我们在结构设计过程中，往往会将其与与超静定次数混用，这主要是在计算机技术还没普及到结构设计之前，为了可以求解静力平衡方程，一般会保证静定结构的自由度数目与静力平衡方程数目相同，而实际的工程设计中，往往会存在结构支座约束反力的未知个数超过平衡方程的个数的情况，即结构的约束多于结构的自由度，即是我们常称的超静定结构。……