静定桁架就属于这种结构体系，单元逻辑图如图4.2所示。因尔，从体系可靠度的角度来看，实际的桥梁应尽量避免做成静定结构，条件允许时，应做成具有适当冗余度的超静定结构。超静定结构就是具有这种特性的结构体系。......
2023-09-19
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
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。
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桥梁可靠度分析的极值概率模型详细阅读
本节将基于随机过程理论和Rice公式对随机车流作用下悬索桥加劲梁的位移响应极值概率分布进行研究。因此，对于随机车流样本作用下桥梁结构响应的极值预测的关键就是证明其响应值为高斯平稳过程。采用样本函数的均值作为位移响应随机过程的均值，取时间间隔为τ，式中相关参数表达式为：在得到界限跨越率之后，即可按照极值分布函数构建最大值的概率分布函数。......
2023-09-19
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随机变量的概率特征分析-《桥梁可靠度分析方法详细阅读
疲劳功能函数中的随机变量X与4个参数有关，再加上临界疲劳损伤Δ的随机性，该功能函数中共有5个随机变量。在这些随机变量中，Miner认为细节的疲劳累积损伤达到1时结构发生疲劳破坏，事实上诸多的试验研究表明，疲劳累积损伤达到1时结构并未破坏，这表明临界损伤Δ具有一定的随机性。5个随机变量中的Seq和Nd的概率特征是钢桥面板细节疲劳可靠度的重点研究内容，下面将基于高斯混合模型建立Seq和Nd的概率模型。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析方法与应用：随机变量与随机过程详细阅读
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。......
2023-09-19
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钢箱梁细节疲劳应力的概率模型-桥梁可靠度分析详细阅读
车载下钢桥面板细节疲劳损伤与等效应力幅值和相应的日循环次数有关，前者与车型和轴重有关，而与车速和车距的影响不大；后者与车辆的日通行量有关。本节采用高斯混合模型对细节疲劳应力幅和循环次数的概率分布进行拟合，如图8.27～8.30给出了高斯混合模型的拟合结果。由此可知，高斯混合模型能够较好地模拟随机车流作用下疲劳荷载效应的概率分布特征。......
2023-09-19
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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。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析方法与应用中的随机过程特征详细阅读
图7.13随机车流作用下加劲梁位移响应均值由图7.13可知，在随机车流作用下加劲梁位移响应均值趋于收敛，因此，其位移响应为平稳随机过程。上述分析证明了结构响应为平稳随机过程并且具有各态历经性。表7.9随机车流作用下结构响应的均方根值图7.16随机车流作用下加劲梁的位移功率谱密度采用同样的方法求得响应均方根沿全桥加劲梁纵向分布情况如图7.17所示。......
2023-09-19
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优化结果分析-桥梁可靠度分析方法与应用详细阅读
取目标体系可靠指标β0＝2，截面及荷载变异系数均为ξ＝0.1，遗传算法优化结果如图5.7所示。图5.7遗传算法迭代过程图由图5.7所示桁架结构遗传算法优化过程可以看出，在第40次种群迭代时，适应度值已经稳定并达到收敛，表明优化过程稳定，优化结果可靠。表5.3不同方法优化结果由表5.3所示的不同体系可靠度约束优化结果可以看出，体系可靠性优化后结构的重量较常规优化方法的大。......
2023-09-19
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