橋梁畢業(yè)設計外文翻譯

1、本科畢業(yè)設計（論文）外文翻譯年 級：姓 名：學 號：專 業(yè)：指導老師：2010年6月外文翻譯：對木橋的負載和阻力系數(shù)的校準安德烈 s.諾瓦克,f.asce和克里斯多夫 d.蒙,m.asce內(nèi)容摘要：這篇論文為木橋設計規(guī)范的確定發(fā)展提供了校準方法和基本數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)類型被認為包括鋸成的木梁、膠合梁及各種類型的木梁板。負載和阻力參數(shù)被視為隨機變量，因而，結(jié)構(gòu)特性是根據(jù)可靠性指標來測定的。橋的恒載和交通活載，都是基于先前的研究結(jié)果。材料的阻值是取自可用的測試得來的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中包含了考慮有彈性反應作用的數(shù)據(jù)。阻力的組成和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是基于可利用的實驗數(shù)據(jù)和有限元分析的結(jié)果。阻力的統(tǒng)計參數(shù)是由梁板、梁體及個

2、別的組件計算而得。對木橋進行可靠性分析設計應依照aashto標準設計規(guī)范并且要注意到可靠性指標中的一個重要變化，負載限度和阻力系數(shù)應該和可靠性程度及目標水準相一致。dol：10.1061/(asce)1084-0702(2005)10:6(636)土木工程師數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵詞：橋梁、木制的、校準、負載和阻力系數(shù)、設計、橋板。論文簡介1993年，美國國家公路與運輸協(xié)會采納了一部新的公路橋的負載和阻力因素的設計法規(guī)。這部新法規(guī)為鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)提供了一個合理的設計依據(jù)。盡管木橋的設計在設計法規(guī)中也還包含在內(nèi)，但是對這些結(jié)構(gòu)此校準法還沒有予以實行（諾瓦克1995，1999）。因此，對于木結(jié)構(gòu)的可靠性水

3、平的一致性問題還有一些疑慮。先前的一些研究指明木橋結(jié)構(gòu)部件的可靠度與鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土結(jié)構(gòu)有明顯的不同之處（諾瓦克 1991）。這個程度的變化對木材性質(zhì)的影響則取決于尺寸大小,負載持續(xù)時間、水分含量等參數(shù)。假若是木橋，考慮到其結(jié)構(gòu)體系或次要系統(tǒng)以及個別元件/部件是非常重要的一步?？傊?，一部法規(guī)是通過以下方法來使之標準化的：（1）依據(jù)現(xiàn)在的規(guī)范規(guī)程設計一些結(jié)構(gòu)模型；（2）對于受到實際負載和阻力作用的模型，在統(tǒng)計參數(shù)的基礎上來鑒別隨機變量、變負載及變阻力。（3）對這些設計好的結(jié)構(gòu)，采用受負載和阻力的模型，選擇一種合適的可靠的技術(shù)方法來計算可靠的數(shù)據(jù)指標；（4）通過結(jié)果來鑒別可靠性的目標指數(shù)，這樣用最

4、典型的構(gòu)造來表現(xiàn)目標指數(shù)；（5）提出對當前數(shù)據(jù)的設計方法進行調(diào)整,從而減少相似類型的構(gòu)件中可靠性指標的變化。林肯，內(nèi)布拉斯加州大學土木工程系教授，ne 68588-0531。密西西比州立大學土木工程系助理教授，ms 39762-9546。注意：討論時間截至到2006年4月1日。單獨討論必須提交給個人的論文，擴大一個月的截止日期，必須向美國土木工程師協(xié)會總編輯提出書面申請。這篇文章被提交審核并且可能于2004年2月9日出版，在2005年1月31日給予批準。本文是橋梁工程學報第6版的一部分，其于2005年11月1日發(fā)表在美國土木工程師協(xié)會學刊上，其國際標準期刊號為：1084-0702/2005/6

5、-636-642 / $ 25.00。本研究的目的是為了對木橋進行標定工作，確定合適的設計參數(shù)。本研究填補了這一空缺并且提出了一些建議，從而使木橋在長期的可靠性上達成一致?？紤]結(jié)構(gòu)類型這類校準工作是為了選定一些典型的木橋類型而做的。尤其，那些單跨、雙車道、直線型的由木制部件組成的橋梁，比中跨度橋梁要短，其長度從4米到25米（13英尺到80英尺）不等。一般而言，有兩種類型的木橋：梁體結(jié)構(gòu)（縱梁或主梁）或者板體結(jié)構(gòu)。由加工過的木材制造而成的縱桁梁橋是適用于短跨橋中，其最大可跨越大概8米（25英尺）?，F(xiàn)成的已鋸成木梁通常為100 - 150毫米寬（4到6英寸）， 300至400毫米（12到16英寸）

6、長，這些尺寸大小限制著中心間距使其通常不超過400-600毫米（16到24英寸）。然而,使用更大的寬度，如20毫米（8英寸）和更大的長度，這些可能使梁間距增大，直到最后受限于面板的承載能力為止。膠合梁可采用更大的長度和寬度，從而可以跨越更大的距離，是梁間距更寬。比較常見的跨度是6米到24米（20到80英尺）。這類梁支持各種不同類型的木材板，它可以是膠合薄板（多層膠合木）、釘制成薄板（多層釘合板）、組合板（用長釘釘合的多層板）、厚木板（4英寸6英寸，4英寸8英寸，4英寸10英寸及4英寸12英寸）、應力板（多層應力作用板）和鋼筋混凝土板（非混合型的）。由多層薄片制成的層面板，通常是50毫米（2英寸

7、）厚和l00-300毫米（4-12英寸）長，它們是用釘子、膠水、尖刺、橫向預應力而連接在一起的。然而，后者的方法通常是用于板橋而不是梁橋。薄板通常被制成900毫米到1500毫米的面板。設計師可以指定這些面板或互連或非互連（在與薄片平行的方向上）?？梢酝ㄟ^鏍釘、金屬銷釘或加勁梁將組合面板固定在一起，從而形成了一個連續(xù)的面板上表面,而剩下的非組合面板是彼此獨立,雖然在一些情況下的數(shù)據(jù)要求用橫向加勁梁來提供一些連續(xù)性。至于梁體，各種種類的木材和商業(yè)等級的面板薄片是可以得到的。連接面板和梁體是通過鐵釘、長釘或特殊緊固件來實現(xiàn)的。面板結(jié)構(gòu)可以垂直或平行于運行車道。擁有長跨度面板的梁橋需要底梁來支撐面板并

8、且把荷載分散到長梁上。如圖1、圖2所示，它把這些結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)出來了。圖1. 梁橋（面板垂直于交通通行方向）圖2. 梁橋（面板平行于交通通行方向）當橋跨大概為11米（50英尺），制造板橋比較經(jīng)濟，并且橋板大致為200-400毫米（8到16英寸）厚（如圖3）。這類面板的類型與那些梁橋橋板的類型比較相似，在加上用了這種連續(xù)的由單一的大板釘合而成的面板，用來搭建在現(xiàn)場工地上。這種類型的甲板，和之前描述的所有梁橋板一樣，在建造中都是可以用的。圖3.面板橋負載模型靜載通常占作用在木橋上的總負載的10%-20%。自重荷載參數(shù)是符合那些用于校正鋼材和混凝土的設計數(shù)據(jù)（諾瓦克1999年，1993年）。在考慮到的統(tǒng)

9、計參數(shù)中包含一定比例的書面（設計）值，即所謂的偏差值，變異系數(shù)v，那些就是標準偏差的比例。對于木材和混凝土（面板）構(gòu)件而言，其偏差值為=1.05，變異系數(shù)為v=0.10；對于鋼（梁）構(gòu)件而言，=1.03，v=0.08；而對于瀝青路面而言，其平均厚度為90毫米且變異系數(shù)v=0.25?？梢哉J為靜荷載是呈正態(tài)分布的?；詈奢d模型是基于可利用的卡車的測量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也被用于校準美國國家公路與運輸協(xié)會標準中的數(shù)據(jù)（諾瓦克 1999年，1993年）?；詈奢d的分析測定包含了決定在各車道上的荷載，及決定荷載在各部件上的分配。我們要考慮到的有超過1輛卡車在相鄰車道上或者有多輛卡車在同一車道上同時存在的可能性，要

10、考慮到這些卡車的重量作用在橋上會產(chǎn)生不同程度的相互作用。然而，對于大多數(shù)的木橋來說，在每個車道上只要考慮只有一輛車在通行即可，因為考慮到在這典型的短跨度上，在同一車道上同時有兩輛卡車是不怎么可能的，甚至是不可能的。通過模擬表明，對于梁間距在1.2-2.4米（4-8英尺）的橋梁，只能是兩輛完全連在一起相并肩的卡車通過。在一個為期為75年的時間段里，由分析結(jié)果表明，在這個組合中的每一輛卡車就等同于最大為兩個月的卡車。那就是，考慮到單一車輛和兩輛并排車輛的重量的不同組合和每個組合發(fā)生的概率，兩輛并肩的重量相同的卡車在一個為期兩個月時間段中通過，兩卡車的重量都是每輛單一卡車的重量的最大值，并對規(guī)范荷載

11、模型做了可靠性分析。對于在不同時期里，可由偏差值之間的比值來計算最大的平均彎矩和設計中規(guī)定的時刻（適用于整座橋梁）?？梢园l(fā)現(xiàn)偏差值是隨著跨度的不同而變化的。對于跨度多達30米（100英尺）的橋梁，如圖4顯示了1年和75年時間中的一部分結(jié)果。在圖5中顯示了其變異系數(shù)。橋上活載近似于呈對數(shù)正態(tài)分布。圖4.活荷載作用下的偏差值圖5.活荷載作用下的變異系數(shù)由于木材強度是受持續(xù)荷載作用影響，可由持續(xù)的活荷載計算得到不同的時期。每日車流量（adtt）的平均值可得三個值，被認為是：低于adtt=500，等同于adtt=1000，高于adtt=3000。據(jù)推測，那些實際重型卡車所占比例為20%，這相當于每天會

12、通過100、200、600輛卡車，這分別是所考慮的車流量的三倍。注意到這些是adtt值很高的典型橋梁,這類橋通常坐落于車流量較小的道路上并且只能有公路橋梁一小部分的車流量。然而，當前的設計程序規(guī)定對于木橋的車流量是沒有限制的，對于數(shù)據(jù)校準的目的而言，僅僅在車流量很小的公路上加上基本的持續(xù)荷載的作用是非保守的?？紤]到各種橋梁跨度的長度和通行速度的限制，人們可據(jù)此推測出卡車通行的平均時間大概是1s。對于一個典型的單跨結(jié)構(gòu)木橋，荷載在跨中處的作用（彎矩）會逐漸地從零增加到最大，然后逐漸地減少回零。實際中持續(xù)的最大活荷載效應是低于跨越時間，因此,平均下來在最大活荷載效應理論上是等同于0.5秒。在大多數(shù)

13、情況下，這是一個保守的假設：對于許多木橋部件，其受力作用部分的影響線要比所有的跨度長度小。因此，活荷載持續(xù)時間（相當于很重的卡車）為75年，而三種考慮到的車流量是1、低 adtt=（100輛卡車）（0.5 s）（365天）（75年）=15天；2、中等 adtt=（200輛卡車）（0.5 s）（365天）（75年）=30天；3、高 adtt=（600輛卡車）（0.5 s）（365天）（75年）=90天。雖然木橋通常建在車流量低的道路上，但在可靠度分析中，人們做出了一個保守的假定，那就是活荷載的持續(xù)時間是2個月。對于短跨度橋梁,活荷載是由軸荷載甚至是輪軸荷載所引起的。因此,活荷載模型是由輪荷載的變

14、化所決定的,而非整個卡車或車軸。對輪軸荷載的統(tǒng)計參數(shù)來自于現(xiàn)有的測量數(shù)據(jù)（諾瓦克教育學，1994年）。座落在密歇根的橋梁是以軸荷載為基礎來減少現(xiàn)場測量量的，以及州警察對超載的車輛進行了存檔登記，以方便最大限度地觀察到超載車輛在受軸荷載一年時間內(nèi)的變化，其中車所受的軸荷載接近200kn（40千磅），每個車輪（每個車輪有兩個輪胎）產(chǎn)生50kn（10千磅）的荷載。因此，在這個標準中，每一個車輪荷載在一年中的最大平均值為50kn（10千磅）。其變異系數(shù)為0.15（諾瓦克教育學，1994年）。輪胎接觸區(qū)域的大小對活荷載能分散到短跨梁橋的組件上是一個重要的原因?；谶@個由pezo（1989年）和sebaa

15、ly（1992年）等人發(fā)表的測量報告，可以知道每個輪胎與地面的接觸面的橫向尺寸大小是185毫米（7.5英寸），而且每一個雙輪胎車輪的間距是125毫米（5英寸）。在車輪荷載和車輪與地面接觸面的長度之間存在一種近線性關(guān)系。對于一組大小為50kn的輪軸荷載，輪胎長度近似為250毫米（10英寸）。因此，在這類研究中，單個輪胎與地面的接觸面被認為是一個180毫米250毫米（7.5英寸10英寸）的矩形，而對于雙輪胎的車，可將其與地面的接觸面看成是一個250毫米500毫米（10英寸20英寸）的矩形（差距可忽略不計）。在那部美國國家公路與運輸協(xié)會標準（1996年）中，木橋的設計中并沒有考慮動荷載的影響。而在美

16、國國家公路與運輸協(xié)會標準設計規(guī)范（1998年）中，木橋設計中所受的動荷載值被規(guī)定是混凝土和鋼梁橋上所受動荷載值的50%。為了促進美國國家公路與運輸協(xié)會標準設計法規(guī)的發(fā)展而在現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)表明實際存在的動態(tài)荷載對于木橋的設計具有一定的影響（諾瓦克和蒙，2001年）?？梢园l(fā)現(xiàn)，木材的負載效應要明顯低于其他材料。動態(tài)荷載在很短的一個時間段上是相互有聯(lián)系的，而這時間要遠遠小于活荷載中的那一小部分靜態(tài)荷載的時間。然而，在很短時間內(nèi)，木材的強度將會明顯地增大。因為在這些觀察結(jié)果中缺乏更為詳細的試驗數(shù)據(jù)，所以在標定過程中并不會考慮各個部件的強度的增加，而其動態(tài)荷載則為零。材料的阻力模型里特總結(jié)出了一組用于觀

17、測阻力的確定性模型（1990年）。木材的主要的力學性能包含彎曲極限強度（mor）、彈性模量（moe）、抗剪強度。這些特性往往會受限于一個重要的變化,而且這些統(tǒng)計參數(shù)取決于尺寸、種類、等級、含水率、持續(xù)負荷。 為各種各樣級別和尺寸的鋸木，馬德森和尼爾森得出了一份相當重要的基礎數(shù)據(jù)（1978年a,b）。在1996年頒布的關(guān)于木制材料建筑物的設計規(guī)范手冊（ewa 1996年）中，就如同強度值一樣用表格列取了道格拉斯冷杉的偏差值，根據(jù)其值的不同，在偏差值范圍為1.41到1.98中來提供選擇等級，并且等級1、等級2的數(shù)值范圍為1.76到2.88，而變異系數(shù)在0.17至0.27范圍內(nèi)進行選擇，等級1、等級

18、2的數(shù)值范圍為0.23至0.30。大的變化與最大深度/寬度比相符合。而阻力則被認為是一種符合對數(shù)正態(tài)分布的隨機變量。 ellingwood等人就關(guān)于膠合梁發(fā)表了有關(guān)其強度的統(tǒng)計參數(shù)的報告（1980年），而這一報告是基于美國農(nóng)業(yè)部林產(chǎn)品研究室和道格拉斯冷杉研究實驗室把梁在水平方向上分層所研究出的結(jié)果。產(chǎn)生的偏差因子大約是2-3,它的平均值取為2.5,產(chǎn)生的變異系數(shù)范圍為0.10至0.25,其平均值為0.15。對于偏差因子的計算，書面設計（在規(guī)范中已制成表格）阻值（mor）是由國家指定木結(jié)構(gòu)建筑設計規(guī)范（國家協(xié)調(diào)中心 1991年）指定的。赫南德斯等人（1995年）提出了一組關(guān)于膠合面板的數(shù)據(jù)，從而

19、可知膠合面板在那個部位的層壓是垂直的而不是水平的，那個部位面板的偏差值在2.99到3.15之間變化，那個部位的變異系數(shù)在0.20到0.25之間變化。阻力被認為是一種符合對數(shù)正態(tài)分布的隨機變量。 由于水分含量的增加而會使阻值mor隨之減小。木制建筑物的設計規(guī)范（ewa 1996年）指出，當鋸木中水分含量超過19%、膠合木中水分含量超過16%時應當考慮濕度系數(shù)cm對阻力mor。水分含量對阻值mor的實際影響是可以很合理地預料到的，并且其它的材料性能會隨之呈現(xiàn)一個持續(xù)的曲線變化，而不是像水分含量呈現(xiàn)急劇的變化。然而，由于缺乏足夠的額外的實在數(shù)據(jù)，在這項研究中，按照木制建筑物的設計規(guī)范手冊中的規(guī)定假設

20、了平均水分含量的影響。 鋸木的阻值mor受到荷載作用于寬廣面（在平面上加載）還是受到荷載作用于狹窄面（沿邊緣加載）的影響。stankiewicz和諾瓦克（1997年）曾描述了把里加載到厚木板平面上和加載在厚木板邊緣上的結(jié)果。用紅松木做了實驗，其中實驗尺寸是4英寸6英寸、4英寸8英寸、4英寸10英寸和4英寸12英寸。實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表明：如果是把荷載加載在板平面上，它平均阻值mor將增加1.14倍（4英寸6英寸截面）到1.5倍（4英寸12英寸截面）不等，超過了將荷載加載在板邊緣上時的結(jié)果，這些都取決于作用面的比例大小。在國家的設計規(guī)范中規(guī)定實驗值要高于設計值，它們兩者的比值在1.05（4英寸6英寸截

21、面）到1.10（4英寸12英寸）不等。平面方向上的強度的增加主要是由于木材存在缺陷,當存在缺陷的木材平面上受到荷載作用時，它可能會導致部分截面性質(zhì)發(fā)生微小的變化；然而，施加邊緣荷載時，同樣大小的缺陷在截面上占據(jù)的比例會比較大，這樣在很大程度上減弱了截面。當變異系數(shù)的范圍在0.25至0.31之間時，寬截面處產(chǎn)生的變化最小。 諾瓦克描述了有效性量度的可變性（1983年）。它被認為是在變異系數(shù)為0.20是呈對數(shù)正態(tài)分布的。部分的有效性量度與阻值mor成一一對應的關(guān)系。兩者的關(guān)系可看作是如下所示的一種線性函數(shù)： moe=0.15(mor)+0.7 1000 (1)從這個觀點的可靠性看，這種關(guān)系是很重要

22、的，因為在一個木結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（比如一個多層結(jié)構(gòu)的面板）中最薄弱（不夠堅硬）的地方受到較小的荷載的作用，從而減小了系統(tǒng)的可靠性。尺寸的變化是可以忽略不計的。馬德森和尼爾森計算出這個形態(tài)尺寸的變異系數(shù)數(shù)值大概是0.01。偏差值則在0.97至1.04間不等。結(jié)構(gòu)阻力模型在現(xiàn)在的美國國家公路與運輸協(xié)會設計規(guī)范標準（1998年）中，木橋梁體的分配系數(shù)（gdf）公式僅僅是依據(jù)梁間距給出的。這種方法的精度不足以用來建立一個適當?shù)淖枇δＰ?。gdf公式是在某一個荷載分布充分的理想結(jié)構(gòu)下得到的，此結(jié)構(gòu)是用鋼筋或混凝土來制作成的，故稱混凝土板，且這公式不受結(jié)構(gòu)材料的影響。然而,當梁間距小于1.1米或跨度6米時這些公式就

23、失去了準確性。而很多木橋的梁間距和跨度都小于這些值。因此,在此研究中,利用有限元分析法把負載分配到梁上。木橋的跨度認為在4.5到21米（15到70英尺）之間，梁間距則在0.4到1.8米（16到72英寸）之間。運用到木質(zhì)材料性能標準，并且典型梁和面板的剛度參數(shù)被用于跨度研究。梁體用梁元素來描繪，面板則用立方體元素來描繪。選定網(wǎng)格密度，如此在梁元素中做進一步的改良會導致無關(guān)緊要的變化。梁直接附加在面板下方（把木橋假定為非混成的作用,從面板開始算梁的厚度這點不是很重要的）。兩個符合美國國家公路與運輸協(xié)會設計標準的卡車輪胎,要么是hs-20型號要么是串聯(lián)設計,無論是哪一種，其負載都并排在橋面上,施加荷

24、載的位置應該是在梁內(nèi)部產(chǎn)生最大gdf的地方。對于大梁的間距，建立的模型應近似于美國國家公路與運輸協(xié)會設計規(guī)范中的結(jié)果，也要與先前的研究結(jié)果相似（nowak 1999年; bakht和jaeger 1985年）。另一個影響載荷分布的因素是木材的彈性應變。sexsmith等人（1979年）通過研究得到了實驗數(shù)據(jù)，這個研究是在木材上加荷載了解其破壞的實驗。盡管木材所展示的塑性性能并不如鋼鐵，但它表現(xiàn)出來的小軟化效應或許是很重要的,因為一個木質(zhì)組件在破壞前失去剛度,這也是強度大的組件分配荷載大，弱組件則小。理想化的應力-應變曲線是由sexsmith等人（1979年）通過分析負荷及撓度的實驗得到的。這些

25、效應,把四個典型的橋梁建立成模型采用有限元分析方法作了進一步的研究。這些跨五花八門,從4.5 - 9米（15到30英尺）不等和梁間距從400到1800毫米（16至72英寸）不等。在每種情況下,利用應力-應變關(guān)系提出了一種非線性分析元。一般來說,當發(fā)現(xiàn)倘若有一個荷載效應足夠大以致能使單個梁達到mor值,則它會立即喪失幾乎所有的承載能力。當載荷重新分配到余下元件上時,雖然其在數(shù)值上較小,但全橋坍塌通常是不可避免的。承載能力不顯著的木橋是將要考慮這個小軟化作用（在案例研究中，平均值增加了1%,然而最大的增加量是2%）, 整個系統(tǒng)的負荷重新分配值與破壞值是很接近的。然而,除了moe和mor以外的相關(guān)性

26、,這種效應,會導致梁體子系統(tǒng)的變化的能力下降。根據(jù)分析結(jié)果可知,對于緊密排列這的鋸木梁400-600毫米（16-24英寸）,當兩輛卡車并排行使時，由三個梁組成的子系統(tǒng)往往比較等同于分享負載。然而,寬梁間距如同膠合梁橋5-8英尺1.5-2.4米的,實際上只有一個梁來抵抗了輪軸荷載?；谀Ｐ偷哪M,可得三梁子系統(tǒng)的變異系數(shù)v是0.15（典型的元件 v=0.23）,然而當梁間距遠大于600毫米（24英寸）（膠合板梁橋）時,變異系數(shù)相對組件的v并不會減小。對于面板和板橋,單一的車輪在承受負載的同時,也必須要考慮到該子系統(tǒng)的阻力的統(tǒng)計參數(shù)。盡管在f建模技術(shù)上確定gdf值相對比較不敏感,但是面板上數(shù)值的預

27、測分析相對不可靠些。因此,在這項研究中,現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)是可用來建立一個面板阻力模型。在特殊情況下,在一個現(xiàn)場試驗地檢查模型側(cè)面的撓度（bakht 1988年；wacker和ritter 1992年,l995年；ritter等人 1995年；lee等人 1996年）。對于釘合面板,經(jīng)過多年的使用后,能觀察到有一個很有限的均布荷載的影響。如圖.6所示，對于木制面板，要考慮一個寬為750毫米（30英寸）的子系統(tǒng)。這輪胎接觸面積在大小尺寸上很相似,而在松弛的面板（經(jīng)過幾年的使用期后）上這是統(tǒng)一撓度的作用面。這里的一個0.80-0.85約為兩條車道。 這里雙車道上作用的gdf值大概為0.80-0.85。

28、對現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)進行了分析來計算典型的撓度曲線下的區(qū)域的面積來獲取這些計算值。對一個典型的面板薄層子系統(tǒng),其變異系數(shù)為0.15（對于典型的單層結(jié)構(gòu)其值是0.32）。考慮到壓力膠合面板是一個相似的子系統(tǒng)其寬度為900毫米（36英寸）。主梁分布因子為0.45-0.55。一個承壓系統(tǒng)的阻力的統(tǒng)計參數(shù)是基于sexsmith等人（1979年）得到的測試數(shù)據(jù)。子系統(tǒng)500毫米（20英寸）寬承載能力（阻力）的平均值等于每個元素（木板）的平均值之和。一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的平均mor值與個體的元素是一樣的。然而,其變異系數(shù)為0.10（對于典型的單一薄層 v=0.32）。在膠合面板上,沒有具體的變異系數(shù)是可供選擇。然而,

29、研究顯示,膠合面板顯示出與壓力面板相類似的、略多的穩(wěn)定的橫向反應（batchelor等人 1979年, 1981年;；bakht 1988年）。板材面板是基于eamon等人先前的一個研究（2000年），假定木板與輪胎接觸區(qū)域是用來抵抗輪軸荷載。那接觸面面積為250毫米500毫米（10英寸20英寸）。當板寬度小于250毫米（10英寸）時,鄰近的木板可以分擔的板所受的載荷，而荷載的分布是與每個厚木板上的接觸面積成比例的。這里變異系數(shù)可取0.20（對于典型的單板材 v = 0.20）。圖6.面板子系統(tǒng)可靠性分析可靠性分析方法是用來計算彎曲極限狀態(tài)的。盡管木材各成分可以受到其他橋面荷載的影響,如剪力和

30、彎扭,對于這種失效模式下阻力參數(shù)的計算，目前用于電阻測試數(shù)據(jù)是不可靠的。然而,彎曲故障一般能支配著主要承載的橋梁元件,雖然這對板橋而言不一定是正確的。作為活荷載，其作用占主導地位,荷載影響可被視作是呈現(xiàn)對數(shù)正態(tài)分布的隨機變量。個別元件的電阻測試數(shù)據(jù)表明承載能力的分布近似于函數(shù)的對數(shù)正態(tài)分布，特別是應用于較低次數(shù)的累積分布函數(shù)。對于梁體和膠合面板的子系統(tǒng),阻力抗性可被認為是正常的。在這項研究中,用一階、二階矩法的對數(shù)正態(tài)分布隨機變量來計算組件的可靠性（諾瓦克和科林斯，2000年）。對于子系統(tǒng)，使用rackwitz-fiessler程序來計算可靠性（諾瓦克和科林斯，2000年）。木橋設計依據(jù)美國國

31、家公路與運輸協(xié)會標準（1996年）和美國國家公路與運輸協(xié)會設計標準法規(guī)（1998年），總結(jié)分析提出了表1和表2的結(jié)果。一般來說,可靠性指標的變化是顯著的。對于構(gòu)件，美國國家公路與運輸協(xié)會標準規(guī)定橋梁設計的介于2.1 3.1，而美國國家公路與運輸協(xié)會設計規(guī)范規(guī)定橋梁設計的介于1.7 3.1。對于子系統(tǒng), 美國國家公路與運輸協(xié)會標準規(guī)定橋梁設計的介于3.1 6.4，而美國國家公路與運輸協(xié)會設計規(guī)范規(guī)定橋梁設計的介于3.1 4.3。表1. aashto標準（1996年）規(guī)定的可靠性指標結(jié)構(gòu)類型單元子系統(tǒng)鋸木梁2.27-2.473.11-3.38膠合木梁3.08-4.023.37-4.39釘合面板2.

32、14-2.293.90-4.17應力面板2.63-2.776.05-6.39板材面板2.84-3.083.75-4.08表2. aashto設計規(guī)范（1998年）規(guī)定的可靠性指標結(jié)構(gòu)類型單元子系統(tǒng)鋸木梁2.96-3.094.07-4.25膠合木梁2.80-3.133.06-3.43釘合面板1.73-1.823.16-3.34應力面板1.42-1.513.29-3.52板材面板2.38-2.523.16-3.34校準結(jié)果基于這些結(jié)果,來選擇可靠性指標。對鋸木材梁為目標的構(gòu)件建議使用可靠性指標t=3.0,而一個鋸木材梁子系統(tǒng)的可靠性指標t=4.0。對于膠合木梁元件可靠性指標t=3.5，而子系統(tǒng)t=

33、3.75；對于釘合面板元件t=2.0，而子系統(tǒng)t=3.5；對于應力面板元件t=1.75，而子系統(tǒng)t=3.5；對于板材面板元件t=2.75，而子系統(tǒng)t=3.5。各部件的可靠性指標應在一定的范圍之內(nèi)選擇,如此這些經(jīng)典的設計就能體現(xiàn)指標值了。注意到這一系統(tǒng)的部件,如一個梁體、目標指數(shù)及面板系統(tǒng)都要高于單一成分部件,相對于單個元件出障礙而言整個系統(tǒng)出障礙的可能性減少了。這里沒有嘗試去指定一個新的設計安全水平,而是為了使同一類型的設計中不同結(jié)構(gòu)（例如,由于橋梁跨度、梁間距、面板厚度、木材品種等）的可靠性變回常值。為了達到目標指數(shù),美國國家公路與運輸協(xié)會設計規(guī)范建議以下的設計規(guī)定:1. 使用美國國家公路與

34、運輸協(xié)會設計規(guī)范（1998年）中指定的負載因子；2. 使用木材建筑物設計規(guī)范手冊（1996年）中指定的材料強度值；3. 持續(xù)負荷與活荷載作用一樣也是兩個月,所以材料強度值必須乘以持續(xù)負荷系數(shù)（0.80)。如果在考慮到的時間地點,持續(xù)活載的極端值會超過2個月時間,然后持續(xù)負荷系數(shù)可能會減少；4. 橋梁構(gòu)件必須考慮水分因素；5. 動態(tài)載荷可以忽略不計?？煽啃苑治鏊玫乃械淖枇χ祽Ａ舻?.05。根據(jù)最接近的可靠性指標來選擇阻力因子。結(jié)果如下所示：對于柔性=0.85，壓縮= 0.90、張力=0.80、剪切/扭轉(zhuǎn)= 0.75,連接= 0.65。依據(jù)木橋設計規(guī)范中規(guī)定的數(shù)據(jù)（列在表3中）來計算可靠性指

35、標。對于元件和子系統(tǒng)，這結(jié)果是一個更加均勻的安全性能水平，然而所有值都等于或大于指定的水平值。表3.設計規(guī)范建議使用的可靠性指標結(jié)構(gòu)類型單元子系統(tǒng)鋸木梁2.96-3.094.08-4.26膠合木梁3.33-3.623.65-3.97釘合面板2.02-2.123.69-3.87應力面板1.71-1.813.97-4.19板材面板2.78-2.923.69-3.87總結(jié)在當前版本的美國國家公路與運輸協(xié)會標準下的設計規(guī)范（1998年）中，木橋設計規(guī)范的校準會導致建議荷載、阻力因數(shù)、及其他因數(shù)的變化?？梢杂^察到木橋的可靠性指標的目的在于使當前的設計規(guī)范具有一定程度的變化。在木制建筑物設計規(guī)范手冊（ew

36、a 1996年）中規(guī)定建議使用材料強度值。對于組件抵抗活荷載，必須使用持續(xù)負荷系數(shù)（0.8）長達兩個月之久來使組件的材料強度減少。水分因素必須被考慮到橋梁組件中。木橋上的動態(tài)荷載是可以被忽略的。致謝非常感謝美國農(nóng)業(yè)部(usda)森林服務、森林產(chǎn)品實驗室，及聯(lián)邦高速公路管理局把istea木橋研究項目作為自己工作的一部分，感謝這些部門對此研究的支持和幫助。作者非常感謝邁克爾-理特和約瑟-墨菲為此論文作出的卓有成效的討論和建議。參考文獻美國國家公路與運輸協(xié)會標準（aashto）（1998年）。橋梁設計規(guī)范，aashto，華盛頓；美國國家公路與運輸協(xié)會標準（aashto）（1996年）。“公路橋的標準

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45、5號研究論文，madison, wis。外文原文：load and resistance factor calibration for wood bridgesandrzej s. nowak, f.asce,and christopher d. eamon, m.asceabstract: the paper presents the calibration procedure and background data for the development of design code provisions for wood bridges. the structural types con

46、sidered include sawn lumber stringers, glued-laminated girders, and various wood deck types. load and resistance parameters are treated as random variables, and therefore, the structural performance is measured in terms of the reliability index. the statistical parameters of dead load and live trafc

47、 load, are based on the results of previous studies. material resistance is taken from the available test data, which includes consideration of the post-elastic response. the resistance of components and structural systems is based on the available experimental data and nite element analysis results

48、. statistical parameters of resistance are computed for deck and girder subsystems as well as individual components. the reliability analysis was performed for wood bridges designed according to the aashto standard specications and a signicant variation in reliability indices was observed. the recom

49、mended load and resistance factors are provided that result in consistent levels of reliability at the target levels.doi: 10.1061/（asce）1084-0702（2005）10:6（636）ce database subject headings: bridges, wooden; calibration; load and resistance factor; design; bridge decks.introductionin 1993 aashto adop

50、ted a new load and resistance factor design （lrfd） code for highway bridges. the new code provides a rational basis for the design of steel and concrete structures.although wood bridge design was also included in lrfd format,the calibration was not carried out for these structures （nowak 1995, 1999）

51、. therefore, there was a concern about the consistency of the reliability level for wood structures.previous studies showed that the reliability index for wood bridge components can be signicantly different than for steel or concrete structures （nowak 1991）. the degree of variation for wood properti

52、es varies depending on dimensions, load duration,moisture content, and other parameters. in case of wood bridges,it is important to consider the structural system or subsystem as well as individual elements/components.in general, a design code is calibrated by: （1） designing a range of structures ac

53、cording to current code procedures;（2） identifying random variables and developing load and resis- tance models based on the statistical parameters of actual loads and resistances; （3） choosing an appropriate reliability technique and computing reliability indices for the code-designed structures us

54、ing the load and resistance models developed;（4）identifying target reliability indices from the results, usually such that the most typical structures represent the target indices; and （5） suggesting adjustments to current code design procedures that would minimize variations in reliability index am

55、ong structural components of a similar type.the objective of this study is to complete the calibration process and determine appropriate design parameters for wood bridges. this research lls this gap and provides recommendations that result in a consistent level of reliability for wood bridges. prof

56、essor, dept. of civil engineering, univ. of nebraska, lincoln,ne 68588-0531.assistant professor, dept. of civil engineering, mississippi state univ., ms 39762-9546.note. discussion open until april 1, 2006. separate discussions must be submitted for individual papers. to extend the closing date by o

57、ne month, a written request must be led with the asce managing editor.the manuscript for this paper was submitted for review and possible publication on february 9, 2004; approved on january 31, 2005. this paper is part of the journal of bridge engineering, vol. 10, no. 6,november 1, 2005. asce, issn 1084-0702/2005/6-636642/$25.00.structural types consideredthe calibration work is performed for selected representative types of wood bridges. in particular, simple span, two-lane, nonskewed bridges with wooden components of short to medium spans,