Chen等［53］的研究结果表明，车流通过桥梁时，车辆与桥梁之间的互相作用力受前后车辆的影响较小，因此可单独提取每个车辆与桥梁的相互作用力的时变力。采用上述EDWL方法可将车辆的每个轴重转换为等效的时变集中力，这样为基于有限元的桥梁动力响应瞬态分析提供了有利条件。图6.17随机车流作用下车-桥耦合振动分析流程动力响应的概率统计分析方面，在ANSYS平台加载随机车流的流程如图6.17所示。......
2023-09-19
桥梁可靠度分析中的车-桥动力响应研究
【摘要】：鲁乃唯［3］在随机车流作用下悬索桥的动力响应概率模型以及动力可靠度评估方面的研究取得一定成果，但未考虑到由于路面平整度引起的桥梁随机振动因素。汽车荷载的密集与稀疏运行状态对桥梁产生的动力响应具有显著差异，对于桥梁的评估，需要考虑运营期内汽车荷载引起的极值响应。
车辆荷载作用下桥梁的动力响应分析需要考虑到由于路面平整度等因素引起的车-桥耦合振动效应。在理论分析方法方面，车-桥耦合振动研究经历了将车辆荷载简化为移动常力、移动质量、滚动质量以及移动弹簧质量的发展过程［13］。随着计算机技术的快速发展以及车辆模型自由度数量的增加，车辆与桥梁耦合振动的数值分析方法得到了快速进步，主要表现在基于模态叠加的直接积分方法与基于分离迭代的逐步积分方法［14］。公路桥梁的车-桥耦合振动研究成果多借鉴于铁路桥梁［15］，Cai［16］和Li［17］等在公路桥梁风-车-桥系统的耦合振动方面进了大量的研究。针对公路桥梁的交通模型与铁路交通荷载模型区别较大的显著的多参数随机车流特征，Chen［18］与Han［19］等采用随机车流的方式模拟汽车通过桥梁时产生的动力响应。鲁乃唯［3］在随机车流作用下悬索桥的动力响应概率模型以及动力可靠度评估方面的研究取得一定成果，但未考虑到由于路面平整度引起的桥梁随机振动因素。目前，车-桥耦合振动机理、数值模拟与工程应用均有所突破，然而目前的研究主要是采用确定性分析方法。由于车辆参数与路面粗糙度等引起的随机振动响应以及对桥梁安全性能的概率评估的应用研究相对较为缺乏，考虑车-桥耦合作用的随机振动分析以及据此评估系统安全性方面有待进一步研究。
汽车荷载的密集与稀疏运行状态对桥梁产生的动力响应具有显著差异，对于桥梁的评估，需要考虑运营期内汽车荷载引起的极值响应。车载下桥梁动力响应的极值预测方面，目前主要采用极值外推方法［20］，包括基于随机变量假定拟合经验外推、基于经典极值理论的最大值外推、基于跨越次数的Rice公式外推和基于数据模拟的极值统计方法。针对早期的车辆统计数据较少的情况，Nowak［20］提出了采用假定正态分布描述荷载尾部响应的趋势的正态分布截尾方法，但该方法的客观性不强，精度难以把握。基于独立同分布理论和渐近极值理论的经典极值外推方法可获取统计参数的广义极值分布，但受样本空间容量影响较大。基于Rice公式的界限跨越理论将车辆荷载响应模拟为白噪声过程，且随机响应跨越上限值的次数服从Rayleigh分布［22］。采用含有跨越次数统计特征值如均值、均方根和响应层数的均方根等组成的数学模型可以外推荷载重现期内的荷载极值，但受寻找最优拟合点、最优分组区间和显著水平方面的影响较大。在短时量测数据预测长回归周期荷载响应极值问题时，预测精度取决于对底分布函数尾部数据的走势拟合精度。然而，此方面的研究尚有不足。
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桥梁可靠度分析方法：响应面法原理详细阅读
响应面法在确定性分析和可靠性分析间搭起了一座桥梁，它能够较好地将常用的可靠度分析方法运用到实际工程结构的可靠度分析中［5］。响应面法的基本思想是通过一系列确定性的试验拟合一个响应面来模拟真实的极限状态曲面，建立参数输入与结构响应之间的关系，并将隐式的功能函数显式地表达出来。这个纯经验的响应面近似拟合技术的关键是在何处用响应面法拟合来替代实际的极限状态曲面。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析中的Possion假定详细阅读
定义若r＞3，则无论结构的响应是宽带过程还是窄带过程，Possion假定均能满足精度要求。下面给出考虑密集车辆占有率的Possion假定动力可靠度表达式：由式可计算出界限跨越率和考虑车辆运行状态的大跨度桥梁位移动力可靠度。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析-二次序列响应面方法详细阅读
第二章讲述了二次序列响应面方法的一般步骤，本节将就该方法与有限元的联合算法进行阐述。响应面法的基本思想是在真实的响应曲面上取出合适的样本点，通过回归分析，拟合出一个近似的曲面。Bucher［1］提出了采用二次序列函数为核函数的二次序列响应面方法。二次序列响应面法在实际工程结构可靠度分析中应用的关键在于响应面函数所需样本点的设计与选取，这将直接影响该算法的计算效率。表3.1均匀设计表......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析方法-桥梁可靠度分析方法与应用详细阅读
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
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桥梁动力可靠度评估方法详细阅读
Chen等［22］提出了基于概率密度演化方法的动力可靠度评估方法，并应用于结构的非线性振动领域。综上所述，桥梁动力可靠度评估方面的研究多集中于地震荷载作用，而车辆荷载特别是汽车荷载作用下桥梁结构的动力可靠度的研究较少。......
2023-09-19
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桥梁可靠度分析与应用详细阅读
BS5400规范［4］将常幅疲劳极限ΔσL定义为当循环次数N＝107时对应的容许应力幅值。BS5400规范对不同细节S-N曲线参数规定如表8.1所示。表8.1BS5400规范对疲劳细节S-N曲线参数表8.2BS5400规范的部分疲劳细节分类BS5400规范的特点是规定了常幅疲劳极限，并且基于概率水平给出了结构构造细节在5种失效概率下的S-N曲线。......
2023-09-19
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Markov假定在桥梁可靠度分析中的应用详细阅读
由此可得到基于Markov过程的动力可靠度表达式：通过上述分析可以发现，不同界限跨越假定下的动力可靠度计算公式具有相同的表达形式，差别主要表现在单位时间内响应值跨越界限的期望不同。上述内容主要基于首超破坏准则建立了结构动力响应首超可靠度的数学模型，分别基于位移跨越次数的Possion分布和Markov给出了考虑车辆运行状态的动力可靠度表达式。......
2023-09-19
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