基于支持向量机响应面法的连续刚构桥可靠度

针对连续刚构桥结构可靠度分析过程中功能函数不能显示和功能函数拟合时试验样本过多等问题,提出了一种结合支持向量机回归功能与响应面法的可靠度算法。该算法将支持向量机的良好性能(如：处理小样本、高维及非线性)和响应面法的优点(如：直观和高效等)结合在一起。以某连续刚构桥为例,计算了该桥中跨挠度失效模式下的可靠指标。对该失效模式下可靠度参数的敏感性进行了分析,得出了有益的结论。     

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件 拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的"五点重合法"确定研究截面,并对该截面进行不利布载.对每一种荷载布置型式,采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算.给出其承载力可靠度功能函数,推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型,并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值.最后给出实桥验证算例.     

考虑非线性累积损伤的大跨多荷载桥梁的疲劳可靠度评估

针对大跨多荷载桥梁疲劳损伤累积非线性过程中的大量不确定性,对火车、汽车与风荷载作用下的大跨悬索桥,利用连续损伤模型提出了一个疲劳可靠度评估方法.首先,在连续损伤模型基础上,对模型参数进行分析;然后,根据工程应用的需要,适当简化疲劳模型,在连续损伤模型中引入合适的随机变量,定义疲劳可靠度分析的极限状态函数,假定多种未来可能的交通荷载和荷载增长模式,利用蒙特卡洛方法产生随机变量并计算失效概率;最后以香港青马大桥为例,讨论了该桥在不同荷载状况下使用120年后的疲劳失效概率.研究发现:若保持当前的交通状态,桥梁可保持良好状况,但未来交通荷载的快速增长会导致结构提前失效.      

独塔斜拉连续刚构组合桥施工全过程仿真分析

广珠线西江特大桥是我国铁路上第一座独塔斜拉连续刚构组合桥梁.为研究其施工过程中的力学行为,采用空间有限元模型,根据实际施工过程,计算主桥各个施工阶段下的应力和变形,分析主桥关键部位在各种荷载作用下随施工阶段的应力变化路径.计算表明,斜拉连续刚构组合结构在施工过程中体现出组合桥体系的受力特性,是以连续刚构为主的结构受力体系;同时,斜拉桥的受力行为增大了主梁根部的正应力,斜拉索对结构起到了"刚度保持"的作用.     

基于围岩变形失效的隧道结构可靠度设计方法

为科学地处理隧道工程中由于材料属性和复杂地质环境等带来的不确定性，使支护设计更加安全合理，基于可靠度理论，提出一种实用隧道可靠度设计计算方法.首先，基于可靠度指标的几何意义，结合Nataf变换和Cholesky分解等考虑参数相关性与非负性，建立约束在原始空间的最优化模型；其次，利用数值软件内嵌的优化函数在不需人为计算偏导数的情况下直接获得设计点；然后，引入重要抽样方法，在设计点处计算失效概率，形成兼顾收敛性和精度的实用可靠度计算方法；再次，通过高度非线性的数值算例和非圆坑道算例验证该方法的有效性和适应性；最后，基于围岩变形失效功能函数，采用本文方法进行隧道支护抗力设计计算.算例分析结果表明：本文方法能够以较小代价获取设计点，最终结果和蒙特卡洛法结果相对误差小于1.0%，并且能够结合含交叉项响应面函数处理无解析功能函数的非圆坑道可靠度问题；本文方法能够获取准确的支护抗力设计值，与蒙特卡洛法结果相对误差小于0.5%；内摩擦角的敏感性比黏聚力和变形模量的大.     

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件．拱肋进行分析，借鉴拱桥设计中的“五点重合法”确定研究截面，并对该截面进行不利布载．对每一种荷载布置型式，采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算．给出其承载力可靠度功能函数，推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型，并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值．最后给出实桥验证算例。     

基于可靠度指标的斜拉桥索力监测测点布置优化

鉴于经济性与功能需求,对传感器测点进行优化布置是桥梁健康监测实施的重要环节。文中采用基于人工神经网络改进响应面法进行斜拉索极限承载力可靠度分析,提出以可靠度指标作为斜拉索测点布置的依据。以某大桥为例,进行了斜拉索极限承载能力可靠度计算,并以计算可靠度指标给出了斜拉索测点布置原则,可为后续斜拉索健康监测测点布置提供支持。     

用于结构可靠度分析的多响应面法

在分析单响应面法精度的影响因素基础上,提出了改进的多响应面法。然后以两个因子功能函数为例,推导了多响应面的设计与估计公式,并通过算例比较了多响应面法与JC法、Monte-Carlo法及单响应面法的计算精度。结果表明多响应面法的精度好于单响应面法。     

基于改善响应面法钢箱叠合拱桥梁端转角的可靠度分析

基于改善响应面法,结合Matlab与MIDAS CIVIL计算程序,以我国高铁第一座钢箱叠合拱桥哈大高速铁路新开河特大桥为工程背景,计算分析了该桥梁端转角的可靠度.结果表明该桥的转角可靠度符合要求.     

基于响应面法的转向架构架结构强度分析

为了快速准确地评估转向架构架的结构强度,将响应面法和可靠性理论相结合对其进行结构强度分析.运用APDL语言建立转向架构架的参数化模型,并根据标准计算其结构强度.考虑试验设计方法对构架响应面函数精度的影响,分别采用中心组合设计、Box-Behnken设计和三水平全因子设计三种试验设计方法对其进行样本点的选取.利用最小二乘法对试验数据进行拟合,建立构架的多项式响应面函数.基于响应面函数,采用Monte-Carlo方法和应力-强度干涉理论对构架进行结构强度的可靠性分析.研究结果表明:试验设计方法的不同对响应面函数精度的影响较大,通过中心组合设计拟合的响应面函数精度较低,三水平全因子设计相比Box-Behnken设计在拟合精度相似的条件下,计算量较大.三种试验设计方法下,转向架构架的结构可靠度分别为0.97,1和1,表明了响应面函数的精度对准确评估构架的可靠性具有重要作用,同时为准确评估构架的结构强度提供了理论指导.     

悬索桥吊索体系的剩余寿命评估方法研究

根据断裂力学理论和结构系统可靠性分析原理,推导出交变应力引起的悬索桥吊索系统疲劳失效的计算公式,从而提出的一种考虑构件腐蚀后吊索系统安全寿命的评估方法,可以为公路管理部门合理安排桥梁的检测、维修、加固的时机和投资提供依据。     

Repair and Strengthening Assessment of Existing Bridges Based on Time-Dependent Reliability Analysis

The strategy on repair and strengthening of existing bridges based on time-dependent reliability was analyzed with the maximum expected benefit as the objective function. A sample of risk-ranking decision was illustrated based on updated inspection information with 35 survival age. The effect of improvement of live loads and difference of repair methods on time-dependent reliability of existing bridges are considered. The results show that the decision method can be used in real project, with the cost of failure consequence and the risk of failure considered.     

混凝土斜拉桥移动支架法施工阶段挠度可靠性分析

从施工控制的角度出发,针对斜拉桥施工期可靠度分析中不存在显示极限状态函数的问题,利用虚拟中间变量法在标准正态空间内重构挠度极限状态曲面;并以挠度控制为目标函数,对斜拉桥施工过程中的主梁可靠度进行计算分析;同时借助大型有限元软件,对斜拉桥施工过程的支架系统进行了准确模拟,有效分析了移动支架对斜拉桥施工期的可靠性影响.分析结果表明：支架系统材料的变异对施工期的主梁前端挠度可靠性有一定的影响;支架的几何尺寸变更对前端挠度可靠性有较大的影响;合理地选择支架施工方案可以在满足施工可靠性前提下提高工程经济性.     

既有混凝土桥梁结构的动态可靠性分析

既有混凝土桥梁结构在荷载、环境、材料以及使用时间等因素的影响下,结构的性能会逐步劣化,结构性能的劣化使得结构的实际可靠度比原设计的可靠度降低.而既有结构可靠性指标逐渐下降的过程是一个动态的过程.论述了考虑抗力变化的结构动态可靠度,提出了结构动态可靠度的分析计算方法.此方法简便易行,且形式上能够与现有的结构可靠度分析方法相协调,因而可以作为既有混凝土桥梁结构可靠度分析的参考方法.     

模糊神经网络在钢筋混凝土桥梁结构可靠度分析中的应用

钢筋混凝土桥梁结构可靠度分析中存在着模糊性问题,计算结构可靠度的传统方法没有考虑结构的模糊性问题．将模糊神经网络用于钢筋混凝土桥梁结构的可靠度计算,用神经网络来构造模糊系统,实现输入、输出隶属函数的自动调整,并给出了模糊神经网络计算结构可靠度的步骤．最后通过两个算例来计算结构可靠度,计算结果表明,模糊神经网络法计算结果与JC法计算结果比较接近,该方法可以用于桥梁结构的可靠度计算,特别是可用于功能函数不能显示表达的可靠度计算．该方法的缺点是计算用时稍长以及训练、检验样本的来源存在问题．     

跨断层桥梁抗震综述

在交通强国战略深入推进的时代背景下,中国公路、铁路网的发展使得跨越断层修建桥梁不可避免,川藏铁路的规划、设计和修建更让这个问题日益突出. 同时,公路和铁路抗震规范采用避让断层造桥的规定与无法避让造桥的实际情况之间的矛盾也日渐凸显. 在地震作用下跨越活动断层的桥梁比非跨越断层桥梁具有更复杂的受力特点、破坏形式和破坏机理,我国对跨断层桥梁的研究尚处于起步阶段,可供参考的相关文献资料、工程实例以及抗震设计规范缺乏. 为了确保跨断层桥梁的安全性,基于国内外对跨断层桥梁的研究现状,归纳总结了活动断层特征、断层处地震动、跨断层桥梁的破坏特征、跨断层桥梁分析方法以及跨断层桥梁概念设计措施. 梳理了当前跨越断层桥梁抗震存在的问题,并对未来跨断层桥梁的研究进行了展望,指出断层地震空间性、跨断层桥梁破坏机理、多灾害对跨断层桥梁的影响、跨断层桥梁快速抢修技术和人工智能技术在跨断层桥梁抗震中的应用将是未来发展方向,为未来跨断层桥梁抗震设计、性能评估和规范拟订提供参考.      

Simulation on Reliability Enhancement Testing Technology of Ramming System

Ramming system is the key device to guarantee the firing speed of self-propelled gun. Based on traditional reliability enhancement testing method, a new kind of reliability enhancement testing simulation method of ramming system is put forward firstly. In CAD software Pro/E and dynamic simulation software ADAMS, the virtual prototype of ramming system is established. In EASY5 software, the corresponding hydraulic system and control system models are built. The reliability enhancement testing virtual environment of ramming system is developed using the mechanical-electrical-hydraulic co-simulation technology. Based on the load spectra provided by virtual prototype, and the stress distribution provided by finite element analysis and material's S-N curve(S is fatigue strength, N is fatigue life), a model of fatigue enhancement coefficient is established through the failure mechanism analysis. The simulation processes and simulation results show the feasibility of reliability enhancement testing based on virtual prototype, and provide sufficient theory reference for structure improvement and optimization of ramming system.     

桥梁结构非线性地震响应极值分布的估算方法

为了研究近断层脉冲地震作用下桥梁非线性地震响应极值分布，进行小失效概率下的桥梁动力可靠度精确计算，提出了一种有效的近断层脉冲地震作用下桥梁结构非线性地震响应极值分布分析方法. 首先考虑桥梁结构的非线性和地震动的不确定性，采用拉丁超立方抽样对近断层脉冲地震动随机参数和结构随机参数进行随机抽样，通过模拟的高频地震动均方值和与精确值的相对误差确定出所需要的样本数量；其次以合成的近断层脉冲地震动作为地震激励，通过时程分析对结构非线性动力方程进行求解，从而得到结构非线性地震响应极值样本，再采用改进的分数阶矩最大熵原理获得结构非线性地震响应的极值分布；最后通过非线性单自由度系统和三层非线性剪切框架验证了该方法的有效性. 研究结果表明:该方法不仅能够有效的模拟近断层脉冲地震作用时，桥梁结构与地震动双重不确定性影响下的动力响应极值分布，更能在兼顾效率和计算精度时，精确估计桥梁结构非线性地震响应极值的尾部分布，能够为桥梁结构非线性动力可靠度评估提供一种有效的途径.      

公路独柱墩桥梁抗倾覆研究综述

为了促进公路独柱墩桥梁的可持续发展,总结了国内外典型桥梁倾覆事故,并从桥梁倾覆破坏机理、倾覆稳定性影响因素和抗倾覆控制方法3个方面系统梳理了公路独柱墩桥梁在抗倾覆领域的研究现状,强调了超载对桥梁结构安全威胁的严重性、倾覆问题复杂性及紧迫性。研究结果表明:桥梁倾覆事故多由超载车辆偏载行驶诱发,这些独柱墩桥梁存在“强弯弱倾”现象;汽车荷载对桥梁的弯矩、剪力和扭矩效应影响不同,亟须建立一套适用于桥梁抗倾覆分析的重型汽车荷载计算标准;不同桥梁发生倾覆破坏的模式及相应的荷载最不利状态各不相同,明确桥梁不同破坏模式下的倾覆轴力学模型对倾覆最不利状态演化至关重要,尚需在倾覆轴力学模型和倾覆最不利状态领域开展更为深入的研究工作;温度、预应力、收缩徐变和基础变位因素耦合作用下的桥梁倾覆机理仍不清晰;采用反力最不利状态描述桥梁的倾覆极限状态,割裂了倾覆效应与扭矩特性的力学联系;建议以可靠度理论为基础,结合倾覆破坏模式及合理倾覆轴力学模型来完善抗倾覆控制计算方法,进一步降低公路独柱墩桥梁安全运营风险;在保持一定抗倾覆安全冗余度和注重桥梁监控与维护的前提下,加强治超限载管理是防止该类事故发生的根本途径。