单索面双桁片主梁斜拉桥运营风险评估方法研究

摘要

随着城市交通行业的高速发展，轨道交通逐渐成为城市交通系统不可分割的一部分，钢桁架主梁斜拉桥逐渐在大跨度公轨两用桥型中受到青睐。城市建设发展对桥梁外形景观要求的新标准，使得严重阻挡城市视野的常规密索体系斜拉桥实用性降低，因此单索面部分斜拉桥形式在增加桥梁结构的通透性方面显得更为合理。这种新桥型在复杂城市交通运营环境中的运营风险问题也日渐被人们所重视。
　　本文即是在已有的桥梁风险评估理论体系研究的基础上，结合重庆东水门长江大桥的具体特征及其特殊的运营环境，对单索面双桁片主梁斜拉桥运营期的风险评估方法进行研究。主要研究工作如下:
　　①基于桥梁工程风险评估的基础理论方法、基本工作流程，结合桥梁设计、使用材料、施工工艺、运营状态监测、养护管理等多种因素的影响，建立基于多源信息的单索面公轨两用钢桁梁斜拉桥运营期安全风险评估体系与方法。
　　②理清风险源的的主要特征及风险源识别的一般步骤，重点研究了基于事故树的层次分析法的原理和计算方法。通过调查统计国内外桥梁发生的各类风险事故，建立了桥梁风险事故数据库。根据重庆东水门长江大桥的具体运营环境及桥梁特征，利用层次分析法识别出其运营期间的主要风险源。
　　③文章对桥梁结构进行了运营期典型风险场景下的易损性和强健性分析，给出了单索面双桁片主梁斜拉桥运营期结构的易损性评价依据及方法，利用有限元计算工具找寻结构的易损部位，结合结构强健性分析的几项指标重点研究了东水门长江大桥在典型风险场景下结构的强健性表现。
　　④从运营期桥梁风险概率估测的基本模型入手，分析了风险的基础概率计算方法以及风险事故造成损失的概率计算方法。将风险损失分为结构损伤损失、通行延误损失、人员伤亡损失、环境及社会损失，并对这几类风险损失的估测模型做了相应的研究。
　　⑤分析了桥梁结构运营期安全风险接受准则，结合风险矩阵与ALAPR准则制定了运营期桥梁安全风险接受准则，给出了相应的风险事故概率和损失等级评定标准。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 斜拉桥发展概况及公轨两用单索面双桁片主梁斜拉桥的应用

1．1．1 斜拉桥的发展概况

1．1．2 公轨两用单索面双桁片主梁斜拉桥的应用

1．2 公轨两用斜拉桥运营风险评估方法研究的必要性

1．2．1 风险的基本概念

1．2．2 开展公轨两用斜拉桥运营期间风险评估研究的意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．3．3 研究存在的不足

1．4 本文的主要研究内容

第二章 桥梁工程风险评估基础理论与方法流程

2．1 桥梁工程风险评估基本体系

2．2 桥梁工程风险评估基本流程

2．3 桥梁工程风险评估基本方法

2．4 桥梁工程风险评估重点研究问题

2．5 本章小结

第三章 基于多源信息的运营期安全风险评估体系与方法

3．1 基于多源信息的运营期安全风险评估体系

3．2 基于多源信息的运营期安全风险评估方法

3．3 本章小结

第四章 桥梁工程运营期风险源识别

4．1 概述

4．1．1 风险源识别

4．1．2 风险源的特征

4．1．3 风险源识别的一般步骤

4．1．4 风险源识别的方法

4．2 本文的风险源辨识方法

4．2．1 基本步骤

4．2．2 层次分析法具体实现步骤

4．3 风险事故数据库

4．3．1 船桥相撞风险事故

4．3．2 车辆碰撞引起的桥梁事故

4．3．3 地震引起的桥梁事故

4．3．4 车辆超载、偏载引起的桥梁事故

4．3．5 设计、施工引起的桥梁事故

4．3．6 其他原因导致的桥梁事故

4．3．7 轨道列车风险事故

4．4 单索面双桁片主梁斜拉桥运营期风险源识别

4．4．1 工程概况

4．4．2 东水门长江大桥运营期重点风险源识别研究

4．5 本章小结

第五章 运营期典型风险场景构件易损性和结构强健性分析

5．1 概述

5．1．1 易损性

5．1．2 强健性

5．2 桥梁结构易损性分析

5．2．1 结构安全系数

5．2．2 钢桁架主梁易损部位评价依据

5．2．3 斜拉索易损性评价依据

5．2．4 算例分析

5．3 桥梁结构强健性分析

5．3．1 强健性评价指标

5．3．2 结构时变强健性

5．3．3 算例分析

5．4 本章小结

第六章 单索面公轨两用钢桁梁斜拉桥运营期风险估测

6．1 桥梁风险概率模型

6．1．1 风险概率模型的基本问题

6．1．2 桥梁工程风险基础概率的确定

6．1．3 损失发生概率的确定

6．2 响应面法风险概率估测模型

6．3 桥梁风险损失估测

6．3．1 桥梁运营期风险的损失估测模型

6．3．2 结构损伤损失

6．3．3 通行延误损失

6．3．4 人员伤亡损失

6．3．5 环境及社会损失

6．4 基于改进专家意见法的风险损失评估流程

6．5 算例分析

6．5．1 风险概率估测

6．5．2 风险损失估测

6．6 本章小结

第七章 运营期安全风险接受准则与风险评价

7．1 桥梁运营期安全风险接受准则

7．2 风险接受准则的确定方法

7．2．1 ALAPR准则

7．2．2 风险矩阵法

7．2．3 基于ALARP准则的风险矩阵

7．3 风险评价

7．3．1 风险事故概率分级标准

7．3．2 风险损失等级评定

7．4 本章小结

第八章 结论与展望

8．1 结论

8．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果