有限元可靠度方法在桥梁工程中的应用

一次二阶矩法是目前求解结构可靠性分析的主要计算方法之一．该方法要求功能函数对随机变量的偏导运算。然而对于以有限元方法分析为主的桥梁结构．无法对其隐式功能函数进行显式求导．限制了一次二阶矩法的应用。本文给出了隐式功能函数可靠度的随机有限元解决方案．考虑了有限元方法和可靠度方法结合使用过程中，经典一次二阶矩法的改造问题。算例表明，该方法能够适用于基于有限元的结构可靠度分析，并在求解过程中给出随机变量的敏感系数。     

时变可靠度理论下梁桥安全性评估方法研究

运用在役桥梁结构时变修正参数,建立适用桥梁安全性评估的结构实际承载力计算模型、实际刚度计算模型和时变可靠度计算模型,提出桥梁结构安全评估参数,通过桥梁结构算例的模拟分析,结合评估参数与计算桥梁服役时间之间的关系进行公式拟合,以便用于梁桥的安全性评估。结果表明:采用时变可靠度理论下梁桥评估方法计算桥梁的实际抗弯承载力、实际抗剪承载力、实际抗弯刚度和实际可靠性指标,推定结果与检查结构结果做到较好吻合,验证钢筋混凝土梁桥承载安全性评估方法的有效性。该方法为桥梁安全性评估提供了参考。     

在役钢筋混凝土T梁桥时变可靠度分析

在役期间的桥梁在荷载和环境侵蚀(如钢筋锈蚀)等因素的影响下,结构可靠度会随着在役时间的延长而降低。建立结构抗力时变概率模型和荷载效应概率模型,构建桥梁结构功能函数,基于Matlab分别采用一次二阶矩法、JC法和Monte Carlo法实现可靠度计算。以一座4×20m在役钢筋混凝土简支T梁桥为例进行时变可靠度分析,结果表明:该桥在服役15a后的结构可靠度大于规范目标可靠度要求,在服役70a左右的时候达到目标可靠度。     

基于响应面法的连续刚构桥梁体系可靠度分析

为了解决分析桥梁结构可靠度时功能函数不存在显式的问题,在现有响应面法的基础上,提出了改进的响应面法;利用有限元软件,对某高墩大跨连续刚构进行了受力分析;选取压应力、拉应力和稳定性失效3类失效模式,在改进的响应面法基础上,利用编程软件MATLAB,实现连续刚构桥梁体系可靠度的计算.算例分析表明,该方法迭代次数少,效率较高,可实现连续刚构桥功能函数重构和体系可靠度计算.     

既有钢筋混凝土梁桥的承载力可靠度分析

承载力可靠度是反映既有钢筋混凝土梁桥安全性的重要指标．对于既有钢筋混凝土梁桥,其材料强度和结构尺寸可以通过现场检测获得,同时,在桥梁服役期间内,桥梁已经承受了某一水平荷载的验证,并且桥梁各主要失效模式问存在相关性．综合考虑多种因素,建立了既有钢筋混凝土梁桥承载力可靠度分析的模型和方法,并应用于一座跨径为19．5m的5片简支梁桥的承载力可靠度评估中．     

缺损钢筋混凝土梁桥模糊可靠性评价模型

结合模糊评价理论、层次分析法以及概率可靠度方法,建立了钢筋混凝土梁桥缺损状况模糊可靠性评价模型。通过建立模糊评价集,确定项目层、指标层模糊评价因素集和模糊评价因素权重集,构造概率型判断矩阵,经加权平均值法计算,得到梁桥缺损状况模糊评判得分,以目标可靠指标和最低可靠指标为界,将模糊评判得分转换为模糊可靠指标,实现在役梁桥缺损状况的模糊可靠性评价。采用该方法对一座使用25年的多跨简支钢筋混凝土梁桥进行评价,得到模糊可靠指标为3．769,满足最低可靠指标要求,与桥梁实际状况相符,表明该方法可行。     

在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估研究

我国现有大量的钢筋混凝土桥梁结构,随着服役时间的不断延长,均存在着不同程度的老化和破坏现象,因此对这些桥梁结构进行可靠度评估就显得非常重要。从可靠度评估和维修策略、基于时变抗力的可靠度分析、疲劳可靠度和动力可靠度几方面问题出发,对在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估进行探讨,可为工程实践提供有意义的参考。     

在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估研究

我国现有大量的钢筋混凝土桥梁结构,随着服役时间的不断延长,均存在着不同程度的老化和破坏现象,因此对这些桥梁鲒构进行可靠度评估就显得非常重要.从可靠度评估和维修策略、基于时变抗力的可靠度分析、疲劳可靠度和动力可靠度几方面问题出发,对在役钢筋混凝土桥梁结构的可靠度评估进行探讨,可为工程实践提供有意义的参考.     

运用模糊层次分析法进行桥梁可靠性评估

根据模糊层次分析法的原理,以某铁路钢筋混凝土梁桥为例,进行了整桥的可靠性综合评估。根据桥梁结构特点,建立评估指标体系,构建了模糊一致判断矩阵,确定隶属函数、权重值,最后得出的评判结果与实测结果吻合。评判过程表明,该方法具有较高的科学性和客观性,方法计算简单、使用方便,具有推广价值。     

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。     

既有钢筋混凝土拱桥耐久性的模糊综合评估

考虑到钢筋混凝土结构耐久性影响因素的复杂性，运用模糊数学，对既有钢筋混凝土拱桥耐久性的合理评估进行了探讨,将钢筋混凝土拱桥分为构件和结构2个层次，并建立相应的隶属函数，从而得到既有钢筋混凝土拱桥耐久性的评估模型；利用所建立的模型，对某钢筋混凝土拱桥的耐久性进行了评估，结果表明，模糊综合评估具有较好的工程实用性．     

基于FWD的旧水泥混凝土路面实测数据分析

根据某旧水泥混凝土路面改建时的FWD检测数据,研究了旧层状体系路面的评价方法及模量反算。分析弯沉盆面积对旧路状况进行评价的实用性。通过理论回归和神经网络的反算,比较普通网络与噪音网络的反算能力,提出人工神经网络实现模量反算的关键技术。     

基于BP神经网络的FRP加固混凝土柱承载力预测

为提高纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土轴压柱承载力的计算精度,建立了FRP加固混凝土轴压柱承载力的BP神经网络预测模型.利用大量试验数据对神经网络模型进行训练,并用训练成熟的神经网络模型对FRP加固混凝土轴压柱的承载力进行了预测.通过模型预测值与试验结果的比较,证明该模型的预测结果具有一定的可信度,最大误差不超过15%,比其他计算模型的精度高.     

钢筋混凝土T型梁桥裂缝特征参数与结构评估试验研究

通过室内钢筋混凝土模型T梁的荷载试验,将裂缝特征统计参数经回归分析并结合结构非线性分析,建立了从裂缝统计特征参数推测结构配筋率的方法,从而对已严重开裂的钢筋混凝土T型梁桥进行有效评估。将结构外观检查的定性评估提高为定量评估,具有重要使用价值。     

钢管砼拱桥拱肋节段的放样坐标计算

钢管砼拱桥拱肋钢管放样坐标是制作拱肋的首要内容,常规的放大样方法费工费时,需要的放样场地较大。用平面几何关系计算放样坐标可大大简化施工工序,且精度高,推导的公式同样适用于钢筋砼拱肋的预制放样,适于编制程序,并给出了计算流程图。该方法已在多座钢管砼拱桥中应用,效果良好。     

圆形截面偏压构件正截面抗压承载力计算系数探讨

根据JTG D 62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,比较了圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数D的查表值与公式计算值的差异,提出了修正方法。分析结果表明:该方法具有较好的计算精度,满足桥梁设计需要。     

圆形截面偏压构件正截面抗压承载力计算系数探讨

根据JTG D 62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,比较了圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数D的查表值与公式计算值的差异,提出了修正方法.分析结果表明:该方法具有较好的计算精度,满足桥梁设计需要.     

混凝土桥梁徐变计算的有限元分析

基于按龄期调整的有效模量法结合有限单元逐步分析法,对ANSYS程序进行了计算混凝土桥梁徐变的二次开发。详细介绍了按龄期调整的有效模量法的具体计算步骤,并将计算结果与理论值进行比较,结果吻合的很好,且符合有砟轨道预应力混凝土箱梁的设计要求;验证了程序的正确性同时得出一些有益的结论：徐变对混凝土桥梁的影响不容忽视,必须予以重视。