Method of estimating human error probabilities in construction for structural reliability analysis based on analytic hierarchy process and failure likelihood index method

Partial safety factors must be evaluated precisely for the given target reliability index to ensure the certain level of structural reliability due to uncertain factors. The current studies of partial safety factors do not consider human error in construction for structural reliability. A mathematically model should be improved to simulate the partial safety coefficient concerned uncertainty factors which concern the effect of human error in construction. We employ the contaminated distribution to obtain the realistic mean value and standard variance of variable of structural parameters which coexist with random error human error. The reasonable partial safety coefficient can be calculated based on the realistic value of structural parameters concerned the effects of random error and gross error.     

SLJ900流动式架桥机结构动态特性分析

针对当前对架桥机动力特性研究不够深入、对架桥机安全性影响研究不够系统的问题,以SLJ900流动式架桥机为研究对象,通过采用数值仿真的方法进行动力特性分析。分析表明,利用阵型和频率能够准确、快速的分析其对结构的影响,并能较好的判断结构振动的不稳定因素,从避免共振的角度提出了起重机部件参数的选取原则。参数影响规律表明,架桥机的动力分析应结合实际作业工况对结构参数的影响综合考虑,以判断结构振动的不稳定因素,从避免共振的角度确定起重机部件参数以提高结构的安全可靠性。     

焊接残余应力对动车组铝合金车体疲劳强度的影响

采用热-弹塑性法和固有应变法计算了动车组铝合金车体对接接头的残余应力, 并进行了对比, 以验证采用固有应变法计算残余应力的合理性; 建立了车体的板壳有限元模型, 参照标准《铁路应用—铁路车辆车体的结构要求》 (EN 12663), 确定车体服役状态的疲劳载荷工况, 采用惯性释放法计算了车体有无残余应力的疲劳强度; 根据最大主应力原则, 将车体多轴应力转化为单轴应力, 得到焊缝和母材关注点的平均应力和应力幅值; 结合铝合金车体材料性能参数绘制了Goodman疲劳曲线, 计算了每个关注点的可靠性安全系数, 分析了残余应力对车体疲劳强度的影响。分析结果表明: 焊接残余应力对母材关注点影响不大, 其可靠性安全系数降幅小于5%;焊缝关注点的平均应力增加量可达25 MPa, 其可靠性安全系数降幅超过50%, 最大为54%, 使得车体容易疲劳失效; 残余应力对焊缝关注点最大主应力的方向有明显的改变。      

加筋土路堤稳定可靠性设计的分项系数优化

为了完善加筋土路堤极限状态设计方法,分析了加筋土路堤稳定可靠性设计的分项系数。基于大量工程实测资料和文献资料的统计分析,初步确定了填料密度、填料粘聚力、填料内摩擦角、汽车荷载、筋材抗拉强度、筋土似摩擦系数和路基几何参数等参数不定性系数的统计结果和概率分布模型。针对加筋土路堤的筋材拉断、筋材拔出、基底滑动以及整体滑动4种失效模式,按照抗力最小二乘原理,优化得到了相应的恒载分项系数、活载分项系数与抗力分项系数。计算结果表明:实例工程在4种失效模式下的总抗力均大于总恒载与总活载之和,同时安全系数均满足规范要求。可见,优化得到的分项系数合理。     

铁路桥梁的可靠度评估

本文基于结构可靠性理论,对铁路桥梁设计规范的校准进行了探讨.从满足可靠度推 算出发,选定出合理的列车活载概率模型。对常用铁路桥梁的既有可靠指标进行了推 算。按所校准范围和一简化的验算式,初步选择出分项安全系数。      

基于可靠度的特载车荷载分项系数研究

针对大件运输特载车过桥问题,对特载车荷载分项系数进行研究。根据特载车荷载的特点,确定特载车荷载的概率分布和统计参数。采用概率可靠度方法,对受弯、受剪构件以及6种活恒载比,进行了结构承载能力可靠度计算。以最低可靠指标为尺度,适当考虑了一定的安全余量,推荐了特载车荷载分项系数为1.1。工程应用表明,该系数用于大件运输特载车过桥的结构检算基本可行。     

基于有限元-神经网络-Monte-Carlo的结构可靠度计算方法

针对以往结构可靠度计算方法的不足,根据结构可靠度理论,引入神经网络理论和Monte-Carlo理论,结合结构有限元分析方法,提出基于有限元-神经网络-Monte-Carlo的结构可靠度计算方法;首先,建立结构有限元法分析模型,进行结构分析得到相应的结构响应量;然后,用得到的作用效应和结构响应量作为神经网络的训练样本和检验样本对神经网络进行训练,得到高度非线性映射关系的结构作用效应-结构响应模型;利用神经网络随机产生足够多的结构响应值;最后,用Monte-Carlo法计算结构的可靠度。该方法充分发挥了各方法的优点,相互弥补了不足,大大提高了计算效率,为结构可靠度计算提供了新的思路。     

基于有限元-神经网络-Monte-Carlo的结构可靠度计算方法

针对以往结构可靠度计算方法的不足,根据结构可靠度理论,引入神经网络理论和Monte-Carlo理论,结合结构有限元分析方法,提出基于有限元-神经网络-Monte-Carlo的结构可靠度计算方法;首先,建立结构有限元法分析模型,进行结构分析得到相应的结构响应量;然后,用得到的作用效应和结构响应量作为神经网络的训练样本和检验样本对神经网络进行训练,得到高度非线性映射关系的结构作用效应-结构响应模型;利用神经网络随机产生足够多的结构响应值;最后,用Monte-Carlo法计算结构的可靠度。该方法充分发挥了各方法的优点,相互弥补了不足,大大提高了计算效率,为结构可靠度计算提供了新的思路。     

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.      

基于混合约束自编码器的机动车工况智能构建方法

为构建更具代表性的机动车行驶工况，实测采集福州地区1辆机动车共20d的真实驾驶数 据，选取14个特征参数表征运动学片段信息，运用主成分分析和K-means聚类划分运动学片段聚类，根据聚类中心的距离筛选备选片段并随机组合构建工况集合。提取11个特征参数计算构建工况的误差，选择集合中误差最小的工况作为构建工况，提出利用混合约束自编码器构建工况优化模型，并研究参数标定方法，最终将平均误差由2.97%缩小到2.39%。混合约束自编码器模型的分析验证结果表明，优化策略符合实际情况，可以有效避免随机选择带来的误差不确定性，验证了所提出行驶工况构建流程的合理性，并提升了工况预测的精确度，得到模型参数推荐值。对实现碳达峰目标下的机动车碳排放预测及排放控制具有重要的现实作用和意义。     

千米级混合梁斜拉桥双目标控制施工监控体系

为确保千米级混合梁斜拉桥施工监控的高效性、高精度以及安全性,以鄂东大桥为背景,通过理论分析、有限元数值计算,在充分考虑结构非线性效应,并结合现场实际及工程面临问题的基础上,开展了特大跨度混合梁斜拉桥施工监控理念、监控方法及监控内容研究,构建了适用于该复杂结构的监控体系.首先,根据千米级混合梁斜拉桥施工控制特点及面临的问题和挑战,基于几何控制理论,构建了双目标监控体系;其次,根据双目标控制系统关键问题,重点针对初始无应力状态量的确定、关键构件计算分析、制造浇筑及安装控制、施工期安全稳定等问题进行深入研究,得到了其计算分析及安装控制方法;最后,利用建立的监控体系,对鄂东桥进行了全过程控制.研究结果表明:采用的监控系统,制造阶段误差梁顶最大为16 mm,轴线误差2.7 mm,累计梁长误差10.8 mm;非线性稳定安全系数最小2.5,满足要求;边跨混凝土线形最大误差11 mm,中跨钢箱梁最大误差157 mm;塔偏相对误差为L/12 434,混凝土梁单根拉索索力最大误差为4.50%,钢梁索力最大为6.30%,全桥应力合理,监控各项指标均满足规范要求.      

钢结构吊索拱桥的施工监控

为保证桥梁结构运营的安全性、可靠性,实施桥梁施工全过程监控,已成为大型桥梁建设中不可或缺的重要部分。以通泰大桥为例,对整个施工监控过程加以分析,可以确定其施工方案的合理性,为类似结构体系的施工监控提供成功的范例。     

加筋土路堤内部稳定的可靠指标分析

为了完善加筋土路堤可靠性设计方法,运用蒙特卡罗法对设计参数随机变量与加筋土路堤内部稳定可靠指标的关系进行分析。通过数值计算发现,密度越小,粘聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度和筋土似摩擦系数越大,加筋土路堤内部稳定性越好,加筋土路堤内部稳定可靠指标对设计参数变异性均较敏感,除内摩擦角外,其余设计参数的不同概率模型以及不同公路等级设计荷载对加筋土路堤内部稳定性影响不大。因此,在加筋土路堤可靠性设计中,建议采用密度小、粘聚力和内摩擦角大的填料以及高强度筋材,并且重点考虑内摩擦角的变异水平。当无法准确确定设计参数所服从的概率模型时,建议假定填土的密度服从极Ⅰ型分布,而粘聚力、内摩擦角、筋材拉力和筋土似摩擦系数服从正态分布,所得到的结果偏于安全。     

基于AHP的铁路行车人员人因失误分析

铁路行车安全对全路安全运输生产有着十分重要的作用,而影响铁路行车安全的因素错综复杂,其中人员的失误又是引起事故发生的重要因素。探讨层次分析法作为一种有效的方式对铁路行车人员人因失误进行分析的可行性,为铁路行车人员的人因失误分析提供一种科学依据。     

FUZZY RELIABILITY ANALYSIS OF STRUCTURE

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓａｎｄａｍｂｉｇｕｉｔｉｅｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｓｔｒｕｃ－ｔｕｒａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｖｅｂｅｅｎｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙ．Ｉｔｉｓ，ｈｏｗｅ...     

基于熵技术-全决策树的驾驶员人因可靠性研究

人因失误是道路交通事故发生的主要原因。全决策树方法可以确定不同情境中各影响因子对人因可靠性的影响程度和不同场景中的人因失误概率,其强调情境影响的动态分析模式符合驾驶员可靠性分析的需求。结合某道路运输企业具体情况,采用熵权法确定主要影响因子,基于全决策树法分析主要影响因子对驾驶员人误概率的影响程度,确定该情境下驾驶员的人误概率。计算结果显示,根据各主要影响因子的不同品质描述等级组合,该道路运输企业人因可靠性影响最明显的因子是疲劳,其次为外部环境、监督管理及驾驶员的性格,鉴于此结果提出以“筛选-矫正-监控”为控制手段的“三道防线”全程化人因管理模型。     

曲线梁桥最大悬臂施工状态下的可靠性分析

对一座73.0 m 110 m 73.0 m三跨预应力混凝土连续曲线梁桥在最大悬臂施工状态下的主梁抗倾覆整体失稳可靠度进行了分析.计算结果表明,梁体的抗倾覆稳定性满足安全性要求.建立了直桥模型(忽略平曲线)并与实际计算模型相比较.通过比较分析可知,桥梁平面曲线对梁体抗倾覆稳定性的影响十分显著,忽略曲线的影响会导致计算结果不安全.通过对随机变量在不同变异系数下可靠指标的计算可知,临时固结措施中的钢筋与永久墩之间距离的变异系数对可靠指标的影响较其他随机变量尤为重要.     

某展厅改造施工前后的安全性鉴定

某展厅为框架结构,现浇钢筋混凝土楼盖。展厅计划进行改造施工,需对局部钢筋混凝土结构构件进行切割拆除,以满足新的使用功能。在改造施工前后,需对其结构进行安全性鉴定,评价其现有状况及改造后结构安全状态。本文可为建筑物的改造施工和设计提供参考。     

基于可靠度的单轨道交通施工区建设方案优化

为降低城市轨道施工对交通流的影响,建立了基于可靠度的施工区形式及建设时序综合优化模型.施工区的规定阈值时间与实际行程时间之差大于零的概率为可靠度,分别建立交叉口及路段施工区的可靠度模型.定义可靠度与施工时长之积为施工效率系数,以全施工周期效率系数折减最少为目标,建立施工区建设方案综合优化模型,优化施工区形式及建设时序.西安市轨道交通汉城南路站方案的测试结果表明,施工区形式及建设时序会使道路交通可靠度产生不同程度的折减.该方法可为城市轨道交通施工方案的制订提供理论依据.     

FA传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析

在传统的设计中,各种设计变量及参数往往被看成定值,无法定量回答产品在多大程度上是安全的;因此有必要对FA传动减速器的关键零件进行可靠性分析,为整个减速器进行可靠性分析打下基础.本文研究发现,FA传动摆线轮齿面接触应力与齿面接触疲劳强度都呈对数正态分布;结合影响两者分布的因素,建立了FA传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析计算的数学模型.