大跨度橋梁顫振可靠性理論及其四水準(zhǔn)方法.pdf

1、隨著以懸索橋和斜拉橋為代表的纜索承重體系大跨度橋梁的不斷發(fā)展，顫振失穩(wěn)已經(jīng)成為橋梁抗風(fēng)的關(guān)鍵問題。由于橋梁本身及其所處風(fēng)環(huán)境的不確定性，橋梁顫振的發(fā)生也是不確定的。為了對大跨度橋梁的顫振安全及經(jīng)濟(jì)風(fēng)險做出正確的判斷，本文在大跨度橋梁顫振可靠性理論基礎(chǔ)上，提出并建立了四水準(zhǔn)的顫振可靠性評價方法。 水準(zhǔn)Ⅰ：安全系數(shù)法。通過收集整理國內(nèi)14座大跨度橋梁的顫振研究資料，計算安全系數(shù)K，對顫振安全進(jìn)行評價。結(jié)果表明，這14座大跨度橋梁的顫

2、振安全系數(shù)在1.25到2.99之間，滿足K≥1.2的顫振安全要求。 水準(zhǔn)Ⅱ：一次二階矩法和二次二階矩法。針對一次二階矩法在當(dāng)量正態(tài)化時可能產(chǎn)生較大誤差，提出了改進(jìn)的一次二階矩法，對比分析表明，該方法能提高小失效概率條件下的可靠度計算精度。針對一次二階矩法將極限狀態(tài)方程線性泰勒展開時產(chǎn)生的誤差，采用二次二階矩法來考慮顫振極限狀態(tài)方程的非線性。最后，用水準(zhǔn)Ⅱ方法對14座大跨度橋梁的進(jìn)行了顫振可靠性評價，其顫振年失效概率在4.2×10

3、<'-3>到3.9×10<'-8>之間。 水準(zhǔn)Ⅲ：隨機有限元法和Monte Carlo法。采用隨機有限無法來描述顫振臨界風(fēng)速隨機變量，全面考慮了橋梁主梁的質(zhì)量、剛度、結(jié)構(gòu)阻尼比以及氣動導(dǎo)數(shù)等隨機因素的影響，更客觀的把握其概率分布，從極限狀態(tài)方程描述的角度提高了顫振可靠度計算精度。采用Monte Carlo數(shù)值模擬法，避免了水準(zhǔn)Ⅱ方法的兩類誤差，從計算方法的角度提高了顫振可靠度計算精度。 水準(zhǔn)Ⅳ：橋梁顫振風(fēng)險評估。在水準(zhǔn)Ⅲ