摘要：铁路是为我国交通运输行业提供基础保障的轨道公共设施，铁路的建设是非常复杂且具有高端科学技术含量的国家和社会基础设施建设。铁路运输是非常重要的陆上交通基础，也是协调火车和电车运作的枢纽。铁路桥梁帮助火车交通运输提供了跨越路线障碍的便利性条件，也充分显示出铁路交通在使用上的重要性。因此，本文对铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠度进行了细致的研究，希望能够为我国社会未来铁路桥梁建设奠定良好的科学理论基础。
关键词：铁路桥梁；钢筋混凝土；结构可靠度
前言
钢筋混凝土结构历经一百五十多年的发展，成为了世界上应用领域最广泛的重要结构形式。相比传统的木石结构，混凝土具有良好的耐久性和耐火性且价格便宜、取材方便等优点，广泛运用于交通工程的路和桥、建筑房屋的建造，人造岛，隧道，机场等等。作为与人们朝夕相处的基础设施，要求它们在使用时期内具有能够安全地承受设计状况下的各种作用、满足设计要求的各项使用功能以及在正常维护和养护条件下具有足够的耐久性等能力。它们的安全可靠与否，直接危及生命财产安全乃至影响整个国民经济的发展。
1.简述铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠度以及其现状
1.1简述结构可靠度的基本概念
在极限状态下，我们通常用可靠性和可靠度两种不同的指标来定性、定量的描述结构的某种能力。结构的可靠性在我国《工程结构可靠度设计统一标准》中有比较完整的阐述，即结构在规定条件下和规定时间内能够完成我们所期望的某种功能的能力。结构设计时，通常用数理统计的方法给出一个可以接受的可靠性指标，并最终使结构在该指标的保证率范围内完成我们所期望的某项功能要求。“规定的时间”即设计基准期，为结构可靠度分析时极限方程中影响结构功能的各种变量与时间关系对应的时间参数。结构设计、施工、使用时的正常条件即为“规定的条件”。
1.2简述铁路桥梁结构可靠度的基本内容
基于我国现行铁路桥涵钢筋混凝土结构设计规范中的容许应力法，分析了钢筋混凝土桥梁受弯构件抗力的统计参数，研究了钢筋混凝土铁路桥梁受弯构件抗弯承载力的可靠指标，讨论了可靠指标随配筋率以及恒荷载与活荷载标准值比值的变化。计算表明，铁路钢筋混凝土桥梁抗弯承载力的可靠指标在5.8-6.5之间。基于我国现行铁路桥涵钢筋混凝土结构设计规范中的容许应力法，分析了钢筋混凝土桥梁受弯构件抗剪承载力的统计参数，计算了不同混凝土强度等级、不同剪跨比和不同配箍率下构件的抗剪可靠指标。计算表明，铁路桥梁钢筋混凝土构件抗剪承载力的可靠指标与剪跨比、箍筋配筋率等因素有关，范围在3.5-4.0之间。
1.3简述铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠度的发展及现状
随着铁路程规模的不断扩大，铁路桥梁建设的可靠性要求越来越高。长期以来，我国铁路桥梁设计一直沿用前苏联的容许应力方法，上个世纪80、90年代，铁道部曾经开展过以可靠度理论为指导的铁路桥梁规范的修订工作，但是，由于容许应力设计法不能完全反映钢筋混凝土桥梁受弯构件的破坏状态，混凝土压应力满足容许压应力时，构件也可能会发生混凝土压碎破坏；钢筋拉应力满足钢筋容许应力时，构件也可能会发生钢筋拉断破坏。近年来，我国铁路事业高速发展，尤其是高速铁路的建设，传统的铁路桥梁设计方法已不能适应新时期铁路桥梁建设的要求，促使我国铁路桥梁的设计方法由容许应力法向概率极限状态设计方法转轨。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中极限状态法设计是建立于结构可靠性与概率论基础上的，包括承载极限状态与正常运行中极限状态，属于铁路桥梁设计的新型方式。为保障铁路桥梁运行安全性，以铁路桥梁钢筋混凝土构件抗弯可靠性与构件抗剪可靠性为核心，探索铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠性。
2.探讨铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠度的相关研究
2.1铁路钢筋混凝土中桥梁构件的抗弯设计研究
一般我们可以把钢筋视为一种弹性体，而混凝土作为一种弹塑性材料。当受拉区混凝土开裂后，混凝土的应力曲线与直线没有太大的差别，这个时候就可以把受压区混凝土的应力图形比作三角形，进而进行简单的计算。将所有与杆轴垂直的截面即便是杆件已经发生变形仍假定为平面。在这个假定的情况下，各纵向纤维平行于中性轴所产生的变形跟其到中性轴之间的距离成正比。因为钢筋与混凝土之间有着较好的粘结力，所以在同一水平高度上可认为钢筋跟混凝土所产生的变形是一致的。在受拉区混凝土开裂后，仍然会有一小部分的混凝土起到作用，由于此时受力情况比较复杂，而造成的影响却很小，可以将其忽略不计，这个时候将拉应力假定全部是由受拉钢筋所承担的，就可使得计算简而易化。由于钢筋和混凝土这两种材料在弹性模量上有所不同，为了使力学中的计算方法更为的简便，就需要把钢筋和混凝土这两种材料换算成实际截面，也就是换算为一种与它功能相等的匀质截面，其是由一种拉压性能相同的假想材料所组成。而这里所说的功能相同是指换算截面和实际截面的变形条件没有发生改变。
2.2铁路桥梁钢筋混凝土结构极限状态研究
结构的安全性由结构的状态决定。结构极限状态就是指当结构或者结构的一部分超过了某一特定的状态之后，对设计所规定的某一功能的要求就不能给与满足时，这个特定状态就是所说的结构极限状态。而它又可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两种。（1）承载能力极限状态：指当结构或者构件已达到了最大承载力，已经不适于继续承载而发生变形时候的状态。当结构超过承载能力极限状态时，就会发生坍塌、破坏等一系列严重后果。结构处在以下几个状态的时候，可视为超过了承载能力极限状态：结构转变为机动体；结构或构件的稳定丧失；整体或其中一部分的结构由于静载或者动载的作用而不能继续承载；整体或其中一部分结构作为刚体而失去了平衡。（2）正常使用极限状态：指结构或构件在某项规定限制里已经达到正常使用或耐久性使用的状态。有一些结构不能正常使用，可能是由于出现了裂缝等变形情况。当结构或构件处在以下状态时，可视为超过了正常使用极限状态：结构的正常使用受到了影响或者外观已产生过大变形；设备发生过大的振动并产生影响；结构的耐久性有所降低，或外观遭到了局部破坏。
2.3铁路桥梁荷载组合研究
铁路桥梁除了承受其自重和列车荷载外，还要承受其他各种外力作用。在进行荷载组合时应考虑下列规定：如构件的主要用途为承受某种附加力，则在计算此杆件时，该附加力应按主力考虑；流水压力不与冰压力组合，两者也不与制动力或牵引力祖合；船只或排筏的撞击力、汽车撞击力以及长钢轨断轨力，只计算其中的一种荷载与主力组合，不与其他附加力组合；列车脱轨荷载只与主力中恒荷载相组合，不与主力中活荷载和其他附加力组合；地震力与其他荷载的组合见现行《铁路工程抗震设计规范》的规定；长钢轨纵向力及其与制动力或牵引力等的组合，按《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》有关规定办理。桥梁设计时，应仅考虑主力与一个方向（顺桥或横桥方向）的附加力相组合；铁路公路两用的桥梁，考虑同时承受铁路和公路活载时，铁路活载按照铁路规范规定计算，公路活载按《公路工程技术标准》规定的全部活载的75%计算。
3.结语
对于铁路桥梁建设工程来说，桥梁的钢筋混凝土结构的可靠度是十分重要的。对于铁路桥梁钢筋混凝土结构的可靠度的检测是一项艰巨且重要的任务。本文通过对铁路桥梁钢筋混凝土结构的可靠性进行分析，使得对于其结构有了更深的认识，对于铁路桥梁的施工建设有着重要的作用，使得建筑者能够站在安全性和长久性的角度去看待铁路建设问题，促使铁路行业进一步的发展。
参考文献
[1]周慧芳.铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠度研究[D].大连理工大学,2013.
[2]张勤.高速铁路混凝土梁桥的梁结构可靠度分析[D].西南交通大学,2014.
论文作者:张宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/26
标签：铁路论文; 桥梁论文; 结构论文; 钢筋论文; 可靠论文; 构件论文; 状态论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;