0 引言

一个多世纪以来，桥梁工程学科在材料、力学、施工及管理方面具有飞跃性的发展。现代的各种大跨桥梁，采用了各种新型材料、结构形式不断推陈出新，桥梁体系越来越复杂。然而近年来意外灾害，使得桥梁在环境污染对结构的腐烛、自然灾害以及人为破坏等诸多极端事件中能否具有足够安全余度以保持安全适用性成为新的研究课题。通常情况下，意外事故和人为灾害发生的概率极小，在常规设计中不予以考虑。但是如果由于安全余度不足而造成桥梁的连续倒塌，则损失常常较为巨大^[1]。表 1总结了近一个世纪以来全球发生的较大规模的结构连续倒塌事件。

近年来，概念设计和基于性能的设计方法在工程领域的研究广泛开展，防止连锁倒塌的概念引起了土木工程界的广泛重视。1968年英国Ronan Point公寓发生的连续倒塌事件后，英国建筑规范HMSO首先规定：意外荷载作用下发生的初始破坏不应导致整体结构出现不成比例的连续倒塌^[2]。美国GSA2003是世界上第一部结构抗连续倒塌设计的专业规范，提出了拆除构件法的概念、分析方法和流程^[3]。随后美国DoD2010^[4]将钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构和冷弯薄壁型钢结构的抗连续倒塌设计纳入其中，并将建筑分为4个安全等级，提出各安全等级对应的设计方法。美国土木工程学会ASCE7-05规范认为：可通过合理的设计来降低连续倒塌的风险，限制结构的局部倒塌，并提出了直接设计法和间接设计法^[5]。美国混凝土协会ACI318-08^[6]规定了实现结构延性及整体性需要采取的构造措施，要求构件的配筋和连接构造应保证有效的拉结连接，增强整体性。英国混凝土结构设计规范BS8110把结构的抗连续倒塌能力称为结构的鲁棒性，并提出具体的增强方法^[7]。欧洲Eurocodel^[8]规范规定结构应具有足够承载能力以抵抗可预测到或不可预测到的意外荷载作用，并提出了针对具体和不可预测的连续倒塌设计标准。

目前，依然没有量化的桥梁安全余度和如何将其应用于桥梁工程建设取得共识。在美国1979年出版AASHTO的公路桥梁标准中，首次引入了安全余度的概念及对于无安全余度钢桥的容许应力范围。1996年颁布的AASHTO中就已认识到安全余度的重要性，并在钢桥的构件设计中计入其影响。但此规范也仅仅对安全余度有一个简单定义，即若单个构件的失效会引起桥梁倒塌，则此桥梁无安全余度。不过，这些仅仅包含了主观的定义，并且没有任何标准评定安全余度的等级。为了填补这个不足，AASHTO LRFD 2012桥梁设计规范提出运用荷载调节系数考虑桥梁结构的设计安全余度。然而，荷载调节系数并未通过调整标定，而是仅仅通过简单判定取得。此外，LRFD规范并未明确说明如何确定桥梁的延性或安全余度。

1 桥梁的安全余度

保证桥梁的安全是结构设计最基本的任务。目前，常规分析下桥梁设计已经成熟，但很少进行桥梁抗连续倒塌设计。近年来，地震、海喊、火灾等灾害时有发生，众多偶然事件的发生形式和概率无法估计，并且桥梁在运营阶段常常出现超载、疲劳以及防护不佳而导致结构损伤和材料老化。在缺乏养护的情况下桥梁部分构件会产生不可恢复的累积损伤，偶然因素可能导致突然破坏并导致结构连续破坏，因此忽略偶然事件对桥梁的影响显然是不合理的。但要求桥梁结构在试用期内保持完整无损又不现实，则需要保证桥梁的局部损伤不会导致整体桥梁的连续破坏，这就是安全余度的要求。

桥梁安全余度是指桥梁上部结构在某个或几个构件发生破坏后的承载能力^[9]。破坏可能是由于超载、材料疲劳所致的突然断裂、脆性断裂、汽车、轮船或漂浮物的撞击等因素造成。结构的构件从来就不是单独工作的，而是相互影响以形成整体系统。但现在的设计规范大都着重考虑单个构件的承载能力，而忽略结构整体效应。由于桥梁安全余度着重考虑结构的整体行为，可以弥补结构构件设计和整体体系设计之间的研究空缺。研究目标可以通过引入一些从桥梁安全余度水平来评定构件的承载能力的体系影响因素来实现。这些系统系数将是基于一些应用于构件一般抗力的安全系数统计而成，并且与整体结构的安全水平和安全余度相关。当桥梁处于完好状态或者构件破损，这些体系参数将提供一种方法来确保公路桥梁具有一定整体的安全储备。所以，当一座桥梁满足以下几个要求时，可以认定其是安全的^[10]：

(1) 在第一个构件失效后，桥梁仍能具有一定的安全水平；

(2) 在极限状态到达前能具有相当安全水平；

(3) 在可承受的重车荷载作用下不会产生过大变形；

(4) 在部分构件破坏后仍能承载一定的活载。

如果体系缺少安全余度，当一些主要构件由于疲劳或者其他意外灾害等原因发生损伤后，这些构件损伤破坏会导致连续倒塌，使得整体桥梁发生破坏。

2 研究方法

对桥梁安全余度的评估需要设定明确的方法和标准，允许结构工程师比较设计选项以选择将导致具备最佳安全余度体系的设计。已有的评定方法可以分为3大类：判定性、概率和基于风险的方法^[11]。桥梁工程中一般采用判定性方法进行安全余度评定，而基于概率和风险评定方法需要运用结构可靠性理论，这很难在实际工程中实现。然而，这些基于概率的方法可以用于为非常规桥梁制定适当的设计指南。

2.1 判定性方法

根据桥梁性能可以将安全性分为多个不同的形式, 而其中最常用的几种判定性能的评价的评定指标是基于特定荷载下的位移、桥梁的承载力、能量及桥梁构件的敏感性。

Restelli^[12]使用与桥梁整体结构的全局位移相关的评定指标ρ，见式(1)：

(1)

式中，S₀为完好结构的位移；S_d为破损结构的位移。

随着破坏在桥梁结构内部传递，ρ从1减少到接近0。这一评定方法的目的是评估桥梁整体结构对损害程度的敏感性。因此这个安全性指标可以计算出桥梁倒塌前的每个损坏状态。

Starossek^[13]讨论了评定桥梁安全余度的替代方案。基于弹性条件下结构整体刚度矩阵行列式与破损桥梁刚度矩阵行列式的比值R_s，见式(2)：

(2)

式中，det K_j为j构件失效后的桥梁整体刚度矩阵的行列式值；det K₀为完好桥梁整体刚度矩阵的行列式值；R_s值在0和1之间，1表示桥梁具有最大的抗连续倒塌能力，0表示整体结构无安全余度。Haberland^[14]进行的数值和灵敏度测试和桥梁极限承载力分析证明R_s并不能较好地表示因个别构件失效而造成的整体结构承载能力的下降，仅仅体现出了构件之间的关联性。另一方面，由于简单和易于计算，通过桥梁特性的矩阵分析评估桥梁安全余度有良好的应用前景。除了刚度，也可应用桥梁强度、承载能力利用率、延性以及质量分布，从而基于对应的矩阵和指标进行抗连续倒塌评估。

所有评定桥梁在破坏后剩余承载力的方法都是为了确定结构重新分配传力路径的能力。根据Starossek^[15]对桥梁连续倒塌原理及类型的描述，以上这些评定方法仅适用于拉索式倒塌，不适用于冲击荷载导致的桥梁倒塌，例如薄饼或多米诺式倒塌。

Starossek^[13]提出了一种基于损伤程度的安全余度评定方法，见式(3)：

(3)

式中，P为给定危害造成的最大损害扩散；P_lim为扩散范围的限定值(设计规范给出)。

R_d=1时表示桥梁不可以出现破坏；R_d在0和1之间时表示结构具有一定的安全要求；当R_d＜0时，即P＞P_lim表示桥梁不满足设计安全要求。参数p和p_lim可以用结构特性或经济因素表示，例如结构的质量、体积、建筑面积的变化及维修的成本。这种方法主要考虑了可预见的初始破坏和可承受的破损程度。

为了更加详细地体现整体结构内破坏程度，并且基于结构性能给出桥梁安全余度的指标，Starossek和Haberland^[16]提出了另一种基于破坏的结构强健性分析方法，见式(4)：

(4)

式中，i为初始破坏的程度；d(i)为由于初始破坏而产生的桥梁最大整体破坏。

d(i)和i都是通过将各个参考值(质量、体积、面积或成本)除以完整结构的对应值而获得的无量纲变量。无量纲初始破损程度指标i数量位于0到1之间。如果仅仅考虑桥梁的直接破坏，即忽略对于环境的影响，则d(i)的值也在0到1之间。如图 1所示，作为初始破坏i的函数，桥梁的总体破坏是在直线d(i)-i=0以上的灰色区域。R_{d, int}的取值范围在0到1之间，R_{d, int}=1表示最大的桥梁安全余度，R_{d, int}=0表示结构缺乏安全储备。曲线A表示的是一个安全余度不足的桥梁，微小的初始破损会导致结构的连续倒塌。相比之下，曲线B对应的结构具有较高的安全余度，只有较严重初始破坏才会引起连续倒塌。而曲线C所描绘的结构对于微小的初始破坏比较敏感。

p=d(i)-i将式(3)引入了式(4)，并将桥梁最大破坏程度用初始事件触发的最大破损范围衡量。比如，可将d(i)定义为由于悬索桥第一个吊杆疲劳失效而导致的最终吊杆失效数目。根据式(4)可知，如果局部破坏不扩散，则桥梁的抗连续倒塌能力为1，即d(i)=1，R_{d, int}=1。d(i)和i之间的关系适用于常规性桥梁或结构局部破坏扩散，但往往不适用于具有不同破坏模式的复杂桥梁体系。d(i)和i之间关系如图 1所示，可以看出破坏指标d(i)对于i的变化非常敏感。例如，若d(i)和i之间关系如曲线A所示，则其与对角线之间的阴影面积即为R_{d, int}。同样，曲线B代表的另一种d(i)和i之间的破坏对应关系中，曲线B与对角线之间的灰色部分代表了对应的R_{d, int}。

基于刚度和基于损伤的抗连续倒塌测量方法往往容易计算或较好体现物理关系，但没有较好地关联两方面。相比之下，Starossek^[13]提出的基于能量的桥梁安全余度评定方法往往将这两方面较好结合，见式(5)：

(5)

式中，E_{r, j}为由于构件j的失效导致结构应变能的损失(有可能会引起其余构件k的破坏)；E_{s, k}为使构件k的失效所需要的能量。

当R_e=1时，说明桥梁具有足够安全余度；0≤R_e≤1时，表示具有不等程度的安全储备；R_e≤0时表明安全余度不足，微小的初始破坏可能导致整体结构的连续倒塌。桥梁初始破坏所释放出的能量主要由以下几种组成。在pancake和多米诺倒塌中，应变能的变化量主要由倒塌时各构件的动能和重力势能组成，进而也比较容易估计其数值。但对于其他类型的桥梁倒塌，则仅仅能通过整体结构分析取得能量变化。E_{r, j}只包括影响其他构件变形的那部分能量。这种模拟对于薄饼和多米诺倒塌较为准确，其中桥梁构件的分离、倾覆和互相撞击构成了这种倒塌形态。而构件破损所释放的应变能储存在桥梁的剩余部分中，所以如果结构没有大规模破坏，可以比较容易地计算出E_{r, j}。公式(5)仅适用于其由于构件初始破坏导致的桥梁整体倒塌的破坏形态。对于构件较为相似的结构更为适用。

如果E_{r, j}等于或者大于E_{s, k}，构件j的破损会导致构件k的破损，即R_e≤0，表明整体桥梁安全余度不足。这种方法可以评定由于初始破坏而导致桥梁连续倒塌的趋势，并在理论上可以用于评定复杂桥梁的安全余度。但是，由于很难取得所需参数(例如能量指标)，这种方法很难应用于工程实际。

Cavaco^[17]在2010年对式(5)中的破坏指标提出了修正，使之用于评定腐蚀破坏后桥梁的安全余度，见式(6)。

(6)

式中，f(x)为完好结构的性能与破损结构性能的比值；r为实际破坏与桥梁可能遭受最大破坏的比值。

由于可以应用不同的桥梁性能作为评定指标，这种方法具有很大的不确定性。例如：f(x)被定义为受腐蚀的钢筋混凝土梁与完好或腐蚀程度不同梁之间的强度比值，图 2。除此之外，f(x)也可被定义为破损结构与完好结构的可靠性指标的比值。当曲线向上凸起时意味低损伤率可能会大幅度降低桥梁的安全性性能，反之当曲线向下凹陷时说明桥梁对于低损伤率并不敏感，而只有大规模破坏才会降低结构的安全性能。安全余度指标R_d可应用于桥梁的维护。

Liu等^[18]将桥梁安全余度定义为桥梁整体结构在某一主要构件失效后的继续承载能力。为了寻求应用于工程实际的简便评定方法，可定义了3个评定指标。

如图 3所示，其中2个指标与完好的桥梁的极限承载能力相关，被定义为结构体系抵抗倒塌和避免丧失正常使用性能的能力。第3个评定指标是用来评定桥梁在某个主要构件破损后应急负载能力。这3个评定指标均可用于承受竖向荷载的桥梁上部结构和承受横向荷载的下部结构。这些评定方法均是将整体结构的承载能力与初始破坏时的负载能力相比，以此评价桥梁的体系设计方案，从而代替目前基于单个构件使用性能的设计理念，见式(7)：

(7)

式中，LF₁为导致桥梁结构第一个构件破坏的荷载值；LF_u为导致桥梁完全倒塌的荷载值；LF_f为导致桥梁达到正常使用极限状态的荷载值；LF_d为导致破损桥梁(某一主要构件失效)完全倒塌的荷载值。

作为对公式(7)的补充，Liu等^[18]制定了应用于特定桥梁安全余度评定的指标最小值。这些指标除了可以用于评定在役桥梁的安全余度，还能够指导新建桥梁的设计。

2.2 可靠性方法

桥梁结构的设计往往需要满足其在使用期内的适用性及安全性的要求，同时也要使建设、养护及其他费用降到最低。早期的规范，例如AISC^[19]和AASHTO2002^[20]，均通过基于以往成功的工程经验选定的安全指标来确立规范中的设计要求。即便如此，由于没有考虑到结构抗力以及荷载统计数据的不确定性，因而这些规范往往不能很好地保证结构安全性。可靠性方法通过计入已知和未知因素的不确定性，提出了一种评定桥梁安全性能方法。这种方法可应用于桥梁设计或评价在役桥梁，主要使整体结构具有足够的安全富余量并降低由于构件承载力不足或超载所导致的整体结构失效概率。

为了在桥梁安全余度评定中考虑到不确定因素及概率属性，研究人员引入了可靠性分析方法如图 4所示。在桥梁设计时，超过极限状态的概率必须低于限定值，例如：如果防止倒塌是结构体系的目标，则

(8)

式中P(C)为桥梁倒塌的概率。

由图 4中可知，P(C)也可表示为：

(9)

式中E_H为为了抵抗风险H而对整体结构的要求。

为了设计具有足够的抵抗能力，P(C)必须小于基于外在风险和过往成功设计的基础上指定的概率指标P_threshold。为了进一步获得不同构件对于P(C)的影响，Ellingwood和Wen^[21]提出了由自然灾害(H)所引发的不同的桥梁破坏(D)：

(10)

式中，P(H)为风险H出现的概率；P(D|H)为由于风险H的发生而导致桥梁出现局部破坏D的概率；P(C|D)为由于局部破坏D而导致桥梁整体倒塌的概率。

桥梁的倒塌概率是所有可能发生的灾害和产生的局部破坏的总和。这个方法可以明确地体现结构的损伤过程。

其余基于可靠理论的安全余度评定指标也被引入。例如，为了取得桥梁在整体破坏前的特征，Frangopol和Curley^[22]提出：

(11)

式中，P_f(damaged)为破损桥梁的失效概率；P_f(intact)为完好桥梁的失效概率。

进一步可以推导出计算失效概率和可靠性指标β的相关方法，例如Lind^[23]将桥梁体系的易损性指标定义为破损结构与完好结构的失效概率之比，即：

(12)

式中，r_d为桥梁特定破损状态；r₀为桥梁初始状态；Q为作用荷载；P(r_d, Q)为破损结构失效概率；P(r_d, Q)为完好结构失效概率。

STAROSSEK^[13]运用相似的办法定义了桥梁的安全余度，即：

(13)

式中，P_f0为完好桥梁失效概率；P_fi为主要构件i失效后的退化桥梁失效概率。

作为对于式(1)中判定性方法的补充，Ghosn和Moses基于可靠性理论将桥梁的安全性能定义为相对可靠指标，即将各极限状态与初始破坏的可靠指标相对比，即:

(14)

式中，β_intact为完好桥梁承载能力极限状态可靠指标；β_{functionality}为正常使用极限状态可靠指标；β_damaged为破损桥梁极限状态可靠指标；β_member为防止最薄弱构件破坏时桥梁的可靠指标。

为保证中小跨径的多主梁桥梁具有足够安全余度，Ghosn和Moses基于部分满足使用要求的在役桥梁的受力特征提出了式(14)中相对可靠指标应该满足的最小值，即Δβ_u≥0.85，Δβ_f≥0.25，Δβ_d≥-2.70。将构件可靠指标作为基准是因为大多数现行桥梁规范均将构件的可靠指标β_member作为目标可靠度，并有明确数值，例如AASHTO LRFD 2012规定β_member等于3.5。

2.3 基于风险的安全余度评定方法

对于设计和评价结构，不仅应该关注结构自身的评定指标，还需考虑结构倒塌的综合影响。表 2^[24]包含目前应用于欧洲标准的结构倒塌综合影响的划分标准，其中涉及了对于生命财产和社会的综合影响。

基于风险的评定方法提供了最为完整的结构安全余度评价体系，该体系包含了结构倒塌的概率以及由于倒塌产生的经济、政治和社会效应，可用概率表达为^[26]:

(15)

式中，R为结构面临的所有风险；其余符号含义与式(11)相同。

由于结构倒塌的结果包含多种模式，所以可用向量C=[C₁, C₂, …, C_m]表示综合结果。同样也可用向量R=[R₁, R₂, …, R_m]表示结构面临的风险。在特殊情况下，为了简单和方便所有后果都是通过单一数量来衡量，则风险的总和为:

(16)

如果这种单一的倒塌结果是可接受的，则可以基于安全/可靠性指标评估各种缓解和保障安全措施，制定单目标优化问题。另一方面，如果考虑结构倒塌不同的后果，需要基于社会综合影响对于各倒塌结果给出权重，以进行多目标优化和多指标分析。

基于风险的结构安全余度评定的目标是确定倒塌结果与起因事件之间的联系。倒塌结果可进一步分为两部分，即直接结果和间接结果。往往引入风险评估集中的参考指标涉及不同结构形式和作用，进而应用结构抗连续倒塌性能指标分别对直接和间接结构倒塌结果展开分析。直接结果一般与结构初始破坏或结构部分倒塌相关，但仅局限于结构初始破坏状态，可用式(17)表示^[26]:

(17)

另一方面，间接倒塌结果往往超出初始破坏状态并与结构连续倒塌相关，其中包含了由于各种不利的初始破坏组合导致整体结构使用性能的下降。这部分基于结构系统性能的间接倒塌结果往往被定义为涉及结构抗连续倒塌性能的一种系统，见图 5。该系统已经超出了结构倒塌的本身范畴，包含了破坏对于周围环境、设施和人群以及社会经济的影响。

为了量化结构抗连续倒塌能力，Baker^[27]2008年提出了基于风险的结构安全余度评定指标，用以衡量由直接倒塌结果引起的结构体系总风险，即:

(18)

式中，R_Dir为结构局部破坏的直接后果；R_Ind为结构局部破坏的间接后果。

该指标在0-1范围内变化，随着整体结构安全余度的增大而增大。当I_rob=1时表明结构具有足够的抗连续倒塌能力，结构不会出现间接倒塌结果；I_rob=0则表明任何风险均会引起间接倒塌结果。

通过分析，可以确定系统属性和抗连续倒塌指标之间的几个趋势。

(1) 式(18)仅涉及了关于间接结果的相对风险，而可承受的初始破坏程度则需要用其他标准确定。例如，如果一个结构面临的直接倒塌结果风险相对于间接倒塌非常大，则可以认为这个结构具有足够的抗连续倒塌能力，不过从可靠理论的角度考虑不应该采用这种设计。

(2) I_rob不仅仅由破损结构的失效概率决定，还与各种初始破坏发生的概率相关。所以，结构设计应该要求在第一个构件发生破坏后的整体倒塌概率较低。反之，如果一个灾害会导致结构出现严重初始破坏，并且结构很容易遭受该风险的破坏，则这个结构是安全余度不足的。

(3) I_rob同时考虑了破损结构的失效概率和相应的破坏结果。如果结构监测系统能够监测到结构破损并在结构失效发生前就传送回相应的信号，则结构的抗连续倒塌能力将会大大提高。所以准确侦测结构破损的概率和结构从破损到完全失效的时间长度被应该适当计入。结构的抗连续倒塌性能与本身的特性相关，例如材料延性、荷载分布、破损检测以及倒塌结果。将结构的失效概率和倒塌结果相关联将是一个新的研究领域。

基于风险的结构安全余度评定方法结合式(18)中的评定指标是目前最为全面的方法。不过，目前关于该方法的实用计算方法仍然处于起步阶段，例如Imam^[28]和O'Dwyer^[26]分别提出的关于结构倒塌综合效应的数据太少以致无法建立预测模型以评定倒塌后果。不少研究者认为目前给出结构倒塌的所有效应是难以实现的。

3 需要解决的问题

桥梁安全余度与抗连续倒塌问题与工程技术和社会系统密切相关，从上述的研究可以看出，尽管桥梁整体强劲性的研究已经广泛开展并且已经取得许多有价值的成果，但由于不同类型结构体系破坏具有不同的特点，针对不同类型结构的失效准则、破坏模式和抗倒塌设计方法等方面的研究还需要进一步完善。目前为止还没有形成统一的桥梁整体强健性理论，更没有广泛地引入设计及养护规范以应用于实际工程。我国在这方面尚处于起步阶段，理论还不十分成熟，远未达到制订相关指南和设计规范的程度。桥梁安全余度在抗连续倒塌设计中得到应用还需要解决大量的实际问题，从而认识其中的规律。

(1) 判定性方法中应考虑荷载作用形式对桥梁破坏过程的影响。未计入荷载作用的结构安全余度判定性评价方法不考虑荷载对结构内部传力路径的影响，直接从结构体系的拓扑关系和刚度分布来分析结构构件的重要性层次，从而获得桥梁安全性和易损性的信息。但整体结构中实际有效的传力路径不仅与结构自身几何构成和刚度分布等特性有关，还与荷载作用形式紧密相关。事实上，未计入荷载作用的判定性评价方法中涉及的结构刚度并非是指桥梁结构抵抗外荷载的有效刚度，因此可能会出现对荷载传递没有贡献的构件，其重要性可能会高于对荷载传递贡献大的构件。所以，由于没有考虑结构系统传递荷载的属性，该方法是不全面的。

(2) 对复杂结构桥梁安全余度及连续倒塌性能展开针对性研究并制订出相应的应用标准。目前抗连续倒塌设计的概念已经提出了几十年，并已经基于研究制订了一些分析指南和规范，例如结构体系因子可以用于常规桥梁，非线性和可靠度分析可以用于复杂的非常规型桥梁。然而并未广泛对于复杂结构桥梁展开具有针对性的研究，依然不了解大型及特殊桥梁的抗连续倒塌性能。未来的规范应该引入对于桥梁安全余度和强健性的分析，尤其是针对复杂结构桥梁危险荷载和连续倒塌过程破坏路径的分析。

(3) 完备关于连续倒塌各方面影响的相关预测数据。理论上，评定桥梁安全性的最为理想的方法应该基于对风险灾害、结构强健性、倒塌的概率以及倒塌的综合影响的全面分析。不过基于风险的安全余度评定方法所需的分析数据不足，使其很难应用于工程实际。其中关于自然或人为灾害，如地震、台风、火灾、爆破下结构的抗力理论研究，进而建立桥梁在自然灾害下的破坏模型，已成为国际研究热点和桥梁工程的前沿课题，具有重要的研究价值和潜在的应用前景。另一方面，应建立关于桥梁破坏-倒塌整个过程对于社会、环境各方面的影响的数据库，用以量化分析结构破坏的各个阶段对自身及其整体环境的综合效应。虽然目前很多国家规范已经在设计与安全评定中引入了桥梁安全余度的概念，但并非基于风险及破坏综合影响，仅仅是一些提高结构安全储备的一般方法。

4 结论

桥梁安全余度和抗连锁倒塌设计是目前国外工程桥梁工程研究的热点问题。本文阐述了安全余度的定义，展现了桥梁安全余度的评定方法(即判定性方法、结构可靠度方法和基于风险的可靠理论办法)和基本原理、演变过程和发展成果。总结了桥梁安全余度研究中目前存在的问题，并提出了未来发展方向。作为评价结构抗连续倒塌安全性能的一种方法，桥梁安全余度分析还没有形成统一的分析和设计理论。随着我国城市及交通规模的迅速扩张，大量桥梁的安全性问题受到越来越多的重视，特别是大型复杂结构桥梁的建造和后期防护，需要在理论分析、数值模拟和模型试验等方面开展更为深入的工作，系统地研究不同结构的多灾害性能，以图在设计方法与理论基础方面有实质性的突破。