Page 283 - 《振动工程学报》2026年第5期

考虑循环徐变但不考虑车辆荷载增加
可靠指标
不考虑循环徐变但考虑车辆荷载增加
同时考虑循环徐变与车辆荷载增加
不考虑循环徐变与车辆荷载增加 可靠指标 不考虑循环徐变与车辆荷载增加
考虑循环徐变但不考虑车辆荷载增加
不考虑循环徐变但考虑车辆荷载增加
同时考虑循环徐变与车辆荷载增加
时间 年
非车流高峰时段的桥梁承载能力极限状态可靠指标 时间 年
第 5 期 赵启凡，等：考虑随机车载与循环徐变作用的预应力混凝土 T 梁桥时变可靠度分析 1487
非车流高峰时段的桥梁可靠指标

不考虑循环徐变与车辆荷载增加 8
5 考虑循环徐变但不考虑车辆荷载增加
不考虑循环徐变但考虑车辆荷载增加 不考虑循环徐变与车辆荷载增加
同时考虑循环徐变与车辆荷载增加 6 考虑循环徐变但不考虑车辆荷载增加
4 不考虑循环徐变但考虑车辆荷载增加
可靠指标 3 可靠指标 4
同时考虑循环徐变与车辆荷载增加
2 2
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
时间 / 年 时间 / 年
(b) 车流高峰时段的桥梁承载能力极限状态可靠指标 (b) 车流高峰时段的桥梁可靠指标
(b) Reliability index of bridge load carrying capacity limit (b) Bridge reliability index at peak time period
state at peak time period

图 13 正常使用极限状态的时变可靠指标
图 12 承载能力极限状态的时变可靠指标
Fig. 13 Time-varying reliability index of serviceability limit
Fig. 12 Time-varying reliability index of load carrying capacity
states
limit state
4.3 误差检验
4.2 正常使用极限状态
为验证本文在考虑随机车辆与循环徐变下时变
对于预应力混凝土桥，其正常使用极限状态通
可靠度计算方法的有效性，考虑收缩、静力徐变与
常定义为：动态挠度大于等于最大允许挠度，设正常
循环徐变，根据 WIM 系统实测数据所得的 2016 年的
使用极限状态的功能函数为 G，可表示为 [18] ： 桥梁可靠指标与本文所模拟的随机车辆，计算每月
L
G = y max −y(t) = −w max (t) （25） 的可靠指标并进行对比，结果如图 所示。
600 14
式中，y ma 为最大允许挠度；y(t) 为随机车辆荷载下包
x
实际车辆荷载可靠指标 随机车辆荷载可靠指标
括混凝土收缩、徐变效应下的动态挠度值；L 为桥跨 5.5
长度；w max (t) 为 t 时刻消除桥梁静力荷载影响的桥梁 5.4
5.3
最大跨中挠度。 5.2
详细分析了考虑车流、收缩与静力徐变以及循 可靠指标 5.1
环徐变的 PC 连续 T 梁桥正常使用极限状态可靠指 5.0
4.9
标。而由于车辆荷载随着社会经济的发展会逐年增
4.8
加， 本 文 假 设 随 机 车 辆 引 起 的 荷 载 效 应 每 年 增 加
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1%，则该桥的时变可靠指标如图 13 所示。 时间/月
由图 13 可知，在大跨度预应力混凝土梁桥的长期 (a) 承载能力极限状态下的可靠指标对比
(a) Comparison of reliability index under load
性能评估中，前 30 年预应力混凝土连续 T 梁桥的可靠 carrying capacity limit state
指标快速下降，后 70 年下降速率放缓，但循环徐变对
桥梁可靠指标的影响越来越大。随着社会经济的发 7.5
展，桥梁所受的车辆荷载逐年增加，考虑循环徐变与不 7.0
考虑循环徐变影响的结构可靠度相差近 10 倍，在桥梁 可靠指标
服役第 100 年，结构几乎达到了正常使用极限。因此 6.5
在大跨度预应力混凝土连续 T 梁桥的结构安全的长期
6.0
评估中，混凝土循环徐变的影响不可忽略。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

时间/月

8 (b) 正常使用极限状态下的可靠指标对比
(b) Comparison of reliability index under serviceability
不考虑循环徐变与车辆荷载增加 limit state
6 考虑循环徐变但不考虑车辆荷载增加 图 14 实际可靠指标与模拟可靠指标
不考虑循环徐变但考虑车辆荷载增加
可靠指标 4 同时考虑循环徐变与车辆荷载增加 Fig. 14 Actual reliability index and simulated reliability index
2 经计算，在承载能力极限状态下，实际车辆荷载
与随机车辆荷载可靠指标的相对误差为 3.11% < 5%，
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 在误差允许范围内；在正常使用极限状态下，实际车
时间 / 年
(a) 非车流高峰时段的桥梁可靠指标 辆 荷 载 与 随 机 车 辆 荷 载 可 靠 指 标 的 相 对 误 差为
(a) Bridge reliability index at off-peak time period 4.79% < 5%，在误差允许范围内。基于模拟随机车载

不考虑循环徐变与车辆荷载增加
考虑循环徐变但不考虑车辆荷载增加
不考虑循环徐变但考虑车辆荷载增加
同时考虑循环徐变与车辆荷载增加
可靠指标

时间 年
车流高峰时段的桥梁可靠指标