结构失效概率计算的直接方法有以一次二阶矩为基础的近似解析法，如中心点法和验算点法；以蒙特卡罗抽样为基础的数字模拟法，如一般蒙特卡罗抽样法、一般重要抽样法、马尔可夫链重要抽样法、截面重要抽样法和方向重要抽样法等。本书在ANN方法的基础上提出了适用于实际工程结构可靠度分析的BP-MC联合算法。神经网络的样本点数据足够多，才能保证其拟合精度，但考虑到实际工程应用的要求，样本点应尽量少。MC抽样计算可靠指标。...
2023-09-19 理论教育
桥梁可靠度分析方法与应用
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桥梁可靠度分析方法：基于随机车流的首超概率模型详细阅读
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。...
2023-09-19 理论教育
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随机车流模拟方法与应用详细阅读
本书在MATLAB语言平台编制五参数的随机车流模拟程序，该程序界面如图6.8所示。图6.8基于MATLAB语言的随机车流模拟软件图6.9随机车流模拟流程图在随机车流模拟软件的基础上，可方便快捷地实现随机车流模拟。图6.10随机车流统计数据与随机样本图车辆的日通行数量具有一定的波动性，但随着运营时间的增长总体呈上涨趋势。与多项式函数相比，指数函数与对数函数对预测车流模型有较好的效果。...
2023-09-19 理论教育
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桥梁可靠度分析方法与应用：突破破坏准则详细阅读
首次超越破坏表示为结构的动力响应首次超越临界值或安全界限的事件。下面以单侧界限为例对首次超越破坏模型进行阐述。根据随机过程定义，式又可表示为：Pr＝P｛max［x］≤b，0＜t≤T｝式中，max［x］为时间（0，T］内随机过程x（t）的最大值。直接求解式较为困难，可以通过对界限的交叉次数进行统计分析。该公式为基于首次超越破坏准则的结构动力可靠度分析奠定了基础。...
2023-09-19 理论教育
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不同车型疲劳应力分析效详细阅读
每种车型的轴距与轴数均不相同，为研究每种车型作用下钢桥面板细节疲劳应力时程曲线特征，本节将每种车型的车辆分为空载和满载两种情况。在获取各车型的等效应力幅值之后，可采用焊接细节疲劳应力的数学模型进一步分析损伤与疲劳可靠度。本节的研究工作为后面疲劳应力的统计分析奠定了基础。...
2023-09-19 理论教育
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桥梁钢桥面板S-N曲线分析详细阅读
针对本节主要研究内容——车辆荷载作用下钢桥面板细节疲劳可靠度分析，根据上述四种疲劳细节的S-N曲线选取合适的S-N曲线是对钢桥面板细节疲劳可靠度分析的关键。BS5400规范和TB2005规范没有对细节分类做出明确的分类，AASHTO规范给出了部分正交异性桥面板的疲劳细节分类，但不全面，且没有给出顶板-U肋的分类。车载下钢桥面板存在高应力幅值，疲劳截止限不适用于该情况下的疲劳分析，因此需将所有应力循环均纳入疲劳损伤计算。...
2023-09-19 理论教育
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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 理论教育
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基于WIM的车辆统计分析详细阅读
图6.2某高速公路的WIM系统现场照片1）车型该高速公路WIM系统在2013年3月1日至7月31日，共计153天，采集到约107万辆车辆数据。表6.16种典型车辆的车型参数表6.2某高速公路车型占有率图6.3车型占有率的饼形统计图2）车速车辆行驶速度与众多因素有关，主要有车型、驾驶员行为、环境因素和交通情况等，因此行车速度需要由概率统计得出。图6.6W62轴重概率密度分布图6.7密集运行状态下车距概...
2023-09-19 理论教育
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混凝土斜拉桥可靠度分析详细阅读
为了表明ASVR算法在实际工程中的应用，选取主跨为420m的预应力混凝土斜拉桥为工程背景。图4.19CNA34拉索失效前后CNA33索力响应面图4.20斜拉桥的3层失效树斜拉索在运营期会出现抗力随时间的增长而退化的现象，锈蚀和疲劳是拉索抗力退化并导致拉索强度失效的主要因素。图4.21斜拉索锈蚀和疲劳对可靠度影响ECBA34表示北塔岸侧34号斜拉索失效事件；ECBA33为条件概率事件，表示北塔岸侧34号斜拉索失效后33号斜拉索失效事件。...
2023-09-19 理论教育
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桥梁车-桥耦合系统的简化有限元分析方法详细阅读
有限元技术为大跨度桥梁在随机车流作用下的车 -桥耦合振动分析提供了新的思路。基于ANSYS 的车-桥耦合振动分析的关键内容有两个方面，分别是车辆与桥梁模型的建立以及振动方程分离迭代求解方法［49］。下文将对简化模型的分析方法进行描述。车-桥系统的简化运动方程可描述为：式中，下标v为车辆；b为桥梁；u为竖向位移；h为桥梁平整度。...
2023-09-19 理论教育
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加劲梁参数分析及索塔刚度对位移影响详细阅读
图7.24弹性模量变化对加劲梁位移响应的影响图7.25抗弯惯性矩对加劲梁位移响应的影响表7.14加劲梁参数对位移响应的影响上述分析结果表明，加劲梁的弹性模量与抗弯惯性矩对动力响应有一定的影响，且二者的影响值和规律几乎相同。图7.29索塔刚度对加劲梁位移的影响为了分析索塔刚度对加劲梁位移动力可靠度的影响，选取索塔的弹性模量Et为变量，分析Et增加或减小10%对加劲梁动力可靠度的影响。...
2023-09-19 理论教育
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神经网络方法在桥梁可靠度分析中的应用详细阅读
人工神经网络在最近几十年里无论是在理论或是在应用上的研究都取得了很大的进展。此外，神经网络具备良好的泛化能力，相比传统的多项式响应面方法精度和效率更高。常规神经网络的结构如图3.1所示。图3.1神经网络示意图人工神经网络主要有以下几种较为常见的类型：反向传播-BP神经网络。BP网络是一种遵循误差逆向传播算法训练得到的多层前馈式网络，也是当前应用较广泛的ANN之一。...
2023-09-19 理论教育
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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 理论教育
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可靠指标计算方法-桥梁可靠度分析方法与应用详细阅读
在得出疲劳功能函数和随机变量的概率分布特征之后，可采用一定的可靠度方法计算可靠指标。针对本书已经建立的显式功能函数，其非线性次数较高，若采用传统的一次二阶矩法，则计算出的可靠指标有较大的误差，因此，本书选取了计算精度较高的Monte Carlo抽样方法。可靠指标的计算可采用MATLAB语言编制的“具有显式功能函数的结构可靠度计算软件V1.0”［15］和“复杂结构可靠性分析软件V1.0”［16］等软件进行计算。...
2023-09-19 理论教育
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SVR模型更新方法：可靠度分析与应用详细阅读
SVR模型的第一次更新：搜索验算点重要抽样密度函数与验算点位置有关，因此SVR模型的第一次更新将用于搜索验算点。为了将式在SVR模型中实现，本书采用GA搜索验算点。为了提高SVR模型在验算点处的拟合精确度，引入迭代步骤求解验算点值。ASVR模型的第二次更新将用于搜索结构体系的主要失效构件并形成失效路径。第二步即为根据已更新的有限元模型更新SVR模型。...
2023-09-19 理论教育
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可靠性方法：基因算法与神经网络的应用详细阅读
通过引入罚函数的方式，采用遗传算法可求解此类约束优化问题。本书的遗传算法流程是利用某种编码技术，作用于称为染色体的数字串，模拟由这些串组成的群体的进化过程。图5.2遗传算法流程图基于遗传算法的体系可靠度优化设计的步骤如下：编码：编码是指数据的表现型到基因型的映射。在遗传算法中规定适应度值越大的染色体越优。这是遗传算法区别于其他算法的重要特征，是产生新个体的主要方法。...
2023-09-19 理论教育