大跨度斜拉橋靜力可靠度評(píng)估方法研究.pdf

1、斜拉橋因其合理的結(jié)構(gòu)形式、卓越的受力性能、優(yōu)美的造型及經(jīng)濟(jì)的造價(jià)等特點(diǎn)，在過去的半個(gè)多世紀(jì)里取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并成為大跨度橋梁的首選橋型。而當(dāng)前對(duì)于大跨度斜拉橋的設(shè)計(jì)及施工的指導(dǎo)思想基本沿用了傳統(tǒng)的確定性方法，這與斜拉橋在實(shí)際的施工期和運(yùn)營(yíng)期所受的諸多隨機(jī)因素的影響不相符合。因此，依靠確定性的分析方法難以反映出結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)、幾何尺寸、外部荷載等諸多因素變異性對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)的影響規(guī)律。作為高次超靜定柔性結(jié)構(gòu)的大跨度斜拉橋，其結(jié)構(gòu)

2、響應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)非線性等問題也更為顯著，采用高效且智能的可靠度分析方法來研究結(jié)構(gòu)可靠度已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)性問題，同時(shí)也是評(píng)價(jià)各隨機(jī)因素作用下的復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)可靠度的發(fā)展趨勢(shì)，為大跨度斜拉橋的設(shè)計(jì)、施工和后期養(yǎng)護(hù)提供更為合理的依據(jù)。本文在可靠度理論的基礎(chǔ)上展開研究，提出了適用于大跨度斜拉橋這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠性分析的混合分析方法，并利用該方法分析了某大跨度斜拉橋在正常使用極限狀態(tài)下的可靠指標(biāo)及非線性隨機(jī)靜力分析，對(duì)影響結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)的多個(gè)隨機(jī)變量

3、進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析。得到了以下結(jié)論:
　　(1)提出了混凝土斜拉橋可靠度評(píng)估及隨機(jī)靜力分析的混合算法。該方法將非線性有限元的Monte Carlo重要抽樣方法數(shù)值模擬與RBF（徑向基函數(shù)）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，并將GA（遺傳算法）引入到響應(yīng)面的擬合中，一方面能極大的減少由Monte Carlo直接抽樣帶來的計(jì)算量，另一方面可以提高響應(yīng)面精度。算例結(jié)果表明，該混合算法能夠很好的模擬隨機(jī)變量與結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的非線性映射關(guān)系，且能夠得到較為滿

4、意的精度和計(jì)算效率，適用于具有多個(gè)隨機(jī)變量的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)估與參數(shù)敏感性分析，為結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算提供了新的思路。
　　(2)為探究其是否能夠更好地適用于實(shí)際工程中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠度計(jì)算，將該混合算法應(yīng)用于具體的實(shí)際工程，評(píng)估了某大跨度斜拉橋在正常使用極限狀態(tài)下的可靠指標(biāo)及隨機(jī)靜力分析。綜合闡述了可靠度評(píng)估中隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)與選取、有限元分析模型的構(gòu)建、極限狀態(tài)方程的建立、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的選擇等問題，為結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)估及參數(shù)分析作準(zhǔn)備。

5、r>　　(3)運(yùn)用提出的混合分析方法分析了某斜拉橋在正常使用極限狀態(tài)下的可靠度，計(jì)算該斜拉橋的主梁跨中位移超限失效的可靠指標(biāo)及尾索強(qiáng)度失效的可靠指標(biāo)。并以該斜拉橋?yàn)楸尘?，?duì)影響結(jié)構(gòu)可靠性的隨機(jī)變量進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析。從而深入了解斜拉橋施工及運(yùn)營(yíng)期必須重點(diǎn)控制的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以提高施工過程中結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，把握施工及運(yùn)營(yíng)過程中的主動(dòng)權(quán)，確保在施工和運(yùn)營(yíng)期橋梁結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的可靠指標(biāo)。
　　(4)鑒于結(jié)構(gòu)的材料特性、幾何尺寸及外部荷