橋梁中不確定因素對可靠度的影響分析.pdf

1、工程結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)的可靠度。本文對新建橋梁進(jìn)行構(gòu)件和體系可靠性分析，且在橋梁壽命內(nèi)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的時變可靠性分析，確定其在規(guī)定時間內(nèi)完成預(yù)定功能的概率，其結(jié)果對橋梁設(shè)計、施工和維護(hù)有一定的指導(dǎo)作用。過去由于計算能力的限制，對結(jié)構(gòu)可靠度的分析一直停留在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度分析上，但電子計算機(jī)計算速度已有很大提高的今天，對大型橋梁進(jìn)行整體靜力多失效模式的可靠度分析，已經(jīng)不是難事?；谶@點思想，本文采

2、用蒙特卡羅法和響應(yīng)面法對新建成的一座鋼管混凝土拱橋進(jìn)行預(yù)定壽命內(nèi)的整體靜力可靠度分析，計算取得較理想的效果。同時采用相關(guān)性原理，分析橋梁的一些不確定因素對可靠度的敏感性，較好地描述了隨機(jī)變量對橋梁結(jié)構(gòu)影響，同類論文在國內(nèi)還不多見。 清溪河大橋是主跨為90米的帶剛性系桿的下承式鋼管混凝土拱橋，矢跨比為1/6。本文首先對橋梁在恒載下進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，分析其最大應(yīng)力分布情況，確定橋梁的最大概率可能的失效模式。再分別按失效模式的最不利位置，

3、進(jìn)行活載加載，從而確定橋梁極限承載狀態(tài)，以便進(jìn)行橋梁可靠度分析。在靜力分析的基礎(chǔ)上，本文又考慮隨機(jī)變量的對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響，采用對隨機(jī)變量進(jìn)行區(qū)間分段分析，討論其變化對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。 在確定結(jié)構(gòu)的失效模式和隨機(jī)變量的概率分布后，分別采用蒙特卡羅法和響應(yīng)面法對橋梁進(jìn)行可靠性分析，比較兩種計算方法的計算結(jié)果，表明兩者比較接近，都取得較好的計算效果。同時采用數(shù)理統(tǒng)計的方法，分別隨機(jī)變量和失效模式所對應(yīng)的應(yīng)力值進(jìn)行相關(guān)性分析，分析隨

4、機(jī)變量對失效模式的應(yīng)力值的敏感性。同時使用點陣圖，較直觀地展現(xiàn)了隨機(jī)變量與失效模式的應(yīng)力值的關(guān)系。隨后考慮到橋梁結(jié)構(gòu)在實際運(yùn)營中受到自然環(huán)境、使用環(huán)境和材料本身因素等的影響，使橋梁結(jié)構(gòu)抗力不斷降低，作為時變系統(tǒng)在橋梁壽命內(nèi)對橋梁進(jìn)行可靠度分析，也是很有意義的。本文通過分階段對橋梁進(jìn)行基于時變的可靠度分析，給出了橋梁可靠度隨時間的變化過程。最后，在相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，加入隨時間變化的隨機(jī)變量，分析這些隨機(jī)變量對橋梁時變可靠度的敏感性。