描述工程结构中不确定性的基本方法就是随机变量与随机过程。随机变量的概率分析是描述随机变量概率特征的重要依据。简而言之，随机过程就是依赖于时间t的一主随机变量，则X称为随机过程在t1时刻的随机变量［15］。图1.2随机过程样本与均值的关系随机过程的方差D表示随机过程在t时刻对于均值点的偏离程度。仅对于正态随机过程而言，两者一致，工程中常用的是平稳随机过程。......
2025-09-30
桥梁可靠度分析方法：基于随机车流的首超概率模型
【摘要】：研究重载车辆作用下大跨度桥梁的随机振动响应，据此可以分析在役大跨度桥梁的动力可靠度，可从概率角度评估桥梁的安全性和适用性，也可为桥梁的运营管理决策提供理论依据。采用重载车流模型加载至桥梁结构进行随机振动分析，能够更加真实地模拟车辆通过桥梁的动力行为，随机车流和随机路面激励可捕捉桥梁响应的概率特征，且可通过改变车辆轴重和车辆密度模拟交通量变化，用以预测桥梁生命周期内交通荷载对结构可靠性的影响。
承受交通荷载作用是大多数桥梁的基本功能，然而，在日益增长的交通量与重载车辆作用下，既有大跨度桥梁的安全状况不容乐观。既有桥梁的设计荷载是由当时的设计荷载规范决定，随着社会的进步和发展，重载与超载车辆的不断涌现直接威胁着现有桥梁的结构安全。车辆超载引起的桥梁安全事故屡见不鲜，我国的阳明滩大桥匝道桥和印尼的库泰大桥（图6.1）等均是由于密集重载车辆导致桥梁倒塌［1］。一方面，随着我国经济的发展和生活水平的提高，车辆的载重量与数量显著增长，另一方面，桥梁的累积损伤和抗力退化降低了结构的承载力，逐步增长的交通荷载作用下的既有桥梁安全性与适用性评估显得尤为重要。与中小跨径桥梁相比，大跨度桥梁刚度低，车流量较大，重载车辆较多，且受环境作用效应影响大，荷载作用效应的非线性明显［2］。研究重载车辆作用下大跨度桥梁的随机振动响应，据此可以分析在役大跨度桥梁的动力可靠度，可从概率角度评估桥梁的安全性和适用性，也可为桥梁的运营管理决策提供理论依据。
图6.1 密集重载车辆导致桥梁倒塌的案例(https://www.chuimin.cn)
常用的规范活载组合与确定性结构分析方法在对此类大跨度桥梁分析中主要有以下缺点：车辆荷载无随机性，无法考虑路面劣化对结构响应的影响，无法估算交通量增长情况下桥梁的安全水平。采用重载车流模型加载至桥梁结构进行随机振动分析，能够更加真实地模拟车辆通过桥梁的动力行为，随机车流和随机路面激励可捕捉桥梁响应的概率特征，且可通过改变车辆轴重和车辆密度模拟交通量变化，用以预测桥梁生命周期内交通荷载对结构可靠性的影响。本章将以随机车流的方式考虑车辆荷载，研究车载下桥梁的动力可靠度。
相关文章
- 详细阅读
-
桥梁可靠度分析方法：结构体系失效模型详细阅读
塑性铰与失效机构是工程结构构件失效的常见失效模型。塑性铰的出现影响到结构的刚度，导致结构丧失抗力，使结构成为机动结构。图4.6单跨刚架的结构失效示意图结合实际桥梁结构进行体系可靠性分析时，无需面面俱到地去分析。由n个构件组成的超静定桁架结构，可能会有种失效模式。，rp称为部分失效路径。当某一刚架结构产生能使结构系统成为机构的塑性铰组合后，就将导致结构系统丧失承载能力，进而失效。......
2025-09-30
-
桥梁可靠度分析：失效概率与可靠性详细阅读
工程结构可靠度是指在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。结构的失效概率是指结构不能完成预定功能的概率，用Pf表示。结构可靠度分析的依据就是根据结构的极限状态计算结构的失效状态的概率。假定式所述两个随机变量的均值和标准差分别为μR、μS和σR、σS，且随机变量均服从正态分布，由此可以获取Z的概率密度函数。......
2025-09-30
-
桥梁可靠度分析方法及应用详细阅读
Rocco等［4］提出了联合SVM和MCS求解结构可靠度的方法。SVM在结构体系可靠度分析中的应用较少。为了发展工程结构体系可靠度理论与方法在桥梁安全评估中的应用，本章将建立桥梁结构体系可靠度分析的简化模型，总结现有结构体系可靠度分析方法，提出基于支持向量机的桥梁结构可靠度分析方法，最后采用两个算例分析表明支持向量机在桥梁结构体系可靠度评估中的应用。......
2025-09-30
-
桥梁结构简化措施及可靠度分析方法详细阅读
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、…......
2025-09-30
-
桥梁抽样方法分析-桥梁可靠度分析方法与应用详细阅读
一般的MC法用于高度非线性的极限状态曲面或者随机变量维数较高的情况，使用在笛卡儿坐标下的抽样模拟法效率较低，计算耗时较多。因此，Ditlevsen、Olesen、Mohr提出了在标准正态空间中极坐标下进行抽样的方向抽样MC法。③重复步骤①和②直到N次，利用式估计失效概率。对于极限状态曲面接近球面的情况，方向抽样MC法比笛卡尔坐标空间的MC法占较大的优势，若计算接近平面的极限状态曲面时，则无优势。......
2025-09-30
-
桥梁可靠度分析方法—综述与应用详细阅读
把结构可靠度引入到工程结构优化设计数学模型中，根据现有的资源及结构功能要求，选取合适的目标可靠指标为约束条件，并采用遗传算法求解，既可以实现此类工程结构优化设计，又能保证结构在使用过程中的安全性。文献［8］建立了半刚性连接框架的拓扑模型，并结合遗传算法进行了基于体系可靠度的结构优化设计，认为不考虑可靠度的优化设计结构存在安全隐患。......
2025-09-30
-
桥梁可靠度分析方法与应用-验算点法详细阅读
针对中心点法计算精度较低的问题，Hasofer和Lind等提出了验算点法［2］。图2.1当量正态化示意图图2.2n维空间的极限状态曲面图假设受n个非正态分布随机变量影响的结构极限状态方程为：Z＝g（X1，X2，…由公式（2.3）、和联立可求解可靠指标β和验算点。值得注意的是，在由Newton迭代法求出β值后，按式计算原坐标系中的验算点时，应区分正态分布和非态分布参数的μXi值。......
2025-09-30
相关推荐