大跨度斜拉橋靜力可靠度評估方法研究.pdf

1、斜拉橋因其合理的結構形式、卓越的受力性能、優(yōu)美的造型及經濟的造價等特點，在過去的半個多世紀里取得突飛猛進的發(fā)展，并成為大跨度橋梁的首選橋型。而當前對于大跨度斜拉橋的設計及施工的指導思想基本沿用了傳統(tǒng)的確定性方法，這與斜拉橋在實際的施工期和運營期所受的諸多隨機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構的材料參數、幾何尺寸、外部荷載等諸多因素變異性對斜拉橋結構可靠指標的影響規(guī)律。作為高次超靜定柔性結構的大跨度斜拉橋，其結構

2、響應相當復雜，結構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構可靠度已成為當前的熱點性問題，同時也是評價各隨機因素作用下的復雜橋梁結構可靠度的發(fā)展趨勢，為大跨度斜拉橋的設計、施工和后期養(yǎng)護提供更為合理的依據。本文在可靠度理論的基礎上展開研究，提出了適用于大跨度斜拉橋這類復雜結構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)下的可靠指標及非線性隨機靜力分析，對影響結構可靠指標的多個隨機變量

3、進行了參數敏感性分析。得到了以下結論:
　　(1)提出了混凝土斜拉橋可靠度評估及隨機靜力分析的混合算法。該方法將非線性有限元的Monte Carlo重要抽樣方法數值模擬與RBF（徑向基函數）神經網絡相結合，并將GA（遺傳算法）引入到響應面的擬合中，一方面能極大的減少由Monte Carlo直接抽樣帶來的計算量，另一方面可以提高響應面精度。算例結果表明，該混合算法能夠很好的模擬隨機變量與結構響應之間的非線性映射關系，且能夠得到較為滿

4、意的精度和計算效率，適用于具有多個隨機變量的大型復雜結構可靠度評估與參數敏感性分析，為結構可靠度計算提供了新的思路。
　　(2)為探究其是否能夠更好地適用于實際工程中復雜結構的可靠度計算，將該混合算法應用于具體的實際工程，評估了某大跨度斜拉橋在正常使用極限狀態(tài)下的可靠指標及隨機靜力分析。綜合闡述了可靠度評估中隨機變量的統(tǒng)計與選取、有限元分析模型的構建、極限狀態(tài)方程的建立、網絡參數的選擇等問題，為結構可靠度評估及參數分析作準備。

5、r>　　(3)運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，計算該斜拉橋的主梁跨中位移超限失效的可靠指標及尾索強度失效的可靠指標。并以該斜拉橋為背景，對影響結構可靠性的隨機變量進行了參數敏感性分析。從而深入了解斜拉橋施工及運營期必須重點控制的結構參數，以提高施工過程中結構的質量，把握施工及運營過程中的主動權，確保在施工和運營期橋梁結構能夠達到設計所要求的可靠指標。
　　(4)鑒于結構的材料特性、幾何尺寸及外部荷