桥梁结构简化措施及可靠度分析方法

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：大跨度桥梁多为超静定结构，力学特征复杂，构件失效概率较低，精确计算不可行。若主梁的任一构件失效时都会导致结构整体失效，则该结构就可模型化为串联结构体系。超静定结构的失效路径繁多，若考虑所有的失效模式，计算量变得复杂。在一个结构的所有失效模式中，只有一小部分失效模式对结构体系失效概率的结果影响较大，而大部分失效模式对其影响较小，可以忽略不计。设某桥梁结构的基本随机变量为X1、X2、…

大跨度桥梁多为超静定结构，力学特征复杂，构件失效概率较低，精确计算不可行。因此，为了满足工程需要，需采取一些简化措施，这些简化措施主要包括：

（1）简化结构计算模型。利用有限元分析软件把实体结构进行适当的简化等价处理，对连续刚构桥梁进行静力分析时，可忽略桩基础对上部结构受力的影响，还可以将复杂的墩梁固结考虑为刚性连接。若主梁的任一构件失效时都会导致结构整体失效，则该结构就可模型化为串联结构体系。先分析单个构件的可靠度，然后采用串并联方式求解体系可靠度。

（2）选取主要失效模式。超静定结构的失效路径繁多，若考虑所有的失效模式，计算量变得复杂。在一个结构的所有失效模式中，只有一小部分失效模式对结构体系失效概率的结果影响较大，而大部分失效模式对其影响较小，可以忽略不计。主要失效模式就是指那些失效概率大、对结构系统失效概率有明显影响的那部分失效模式。因此，只要能找出主要失效形式，就能够以一定的精度计算出结构的体系可靠度。(https://www.chuimin.cn)

（3）用近似方法计算结果。当主要失效模式选出之后，就可以分别计算各失效模式的可靠度。设某桥梁结构的基本随机变量为X1、X2、…、Xn，其中Xi（i＝1，2，…，n）的联合概率密度函数为f（x1，x2，…，xn），用积分的形式表达该结构体系的失效概率为：

采用该方法分析多维、非线性和参数服从非正态分布的功能函数的体系可靠度时，计算效率低下且可能无法得出结果。因此，对于工程实际结构，多采用近似方法，如PNET法、条件概率法和综合相关系数法等。合理地选取近似计算方法，可以达到满足工程应用的目的。

桥梁结构简化措施及可靠度分析方法

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