基于支持向量机的大跨度斜拉桥可靠度分析

针对大跨度斜拉桥可靠度分析时存在的功能函数不能显式表达的问题,采用支持向量机来逼近结构的功能函数,建立结构响应量与随机变量之间的映射关系,并在此基础上结合常规的可靠度分析方法,如一次二阶矩法(FORM)、二次二阶矩法(SORM)和Monte Carlo法等来计算结构的失效概率。对某大跨度斜拉桥可靠度分析的结果表明,支持向量机能很好地模拟结构的真实响应,用于可靠度分析具有较好的计算精度。     

结构可靠度分析的混合法

介绍一种新的计算结构可靠度方法———混合分析法。该方法利用响应面法将极限状态方程近似表达为简单的多项式形式,有效地解决了FORM和SORM无法求解隐式极限状态方程的可靠度问题。另外,响应面法的使用还能有效地利用现有的确定性分析软件。通过引入有限元方法,混合分析法可适用于结构可靠度问题。通过使用重要抽样技术,提高了混合分析法的计算效率和计算精度。数值算例验证了混合分析法的应用、效率和精度。     

用响应面法分析装配式公路钢桥的平面结构系统可靠度

对复杂结构进行可靠性分析时,利用传统的结构可靠性分析方法可能会遇到困难,但应用响应面法可以有效地解决问题。本文利用响应面法和有限元程序ANSYS对装配式公路钢桥主桁架的挠度、弯曲应力和压杆失稳进行了可靠度分析,得到各种结构行为下极限状态功能函数的近似表达式,从而求出相应的可靠指标。通过分析计算表明,响应面法是装配式公路钢桥平面结构可靠度分析的有效方法。     

沥青路面结构可靠度及优化方法研究

在进行沥青路面结构可靠度分析中,存在可靠度敏感性、设计变量相关性分析复杂和常用计算方法(蒙特卡罗法)模拟次数多的缺点,特别是在基于可靠度的优化分析中。采用有限元软件ANSYS完成敏感性和相关性分析以给可靠度计算提供依据,二次多项式序列响应面法计算沥青路面结构的可靠度,并结合遗传算法进行可靠度优化计算,计算结果表明了有限元法、响应面法和遗传算法在沥青路面结构可靠度优化分析方面的适用性和优越性。     

基于二次响应面的震区边坡稳定性可靠度分析

本文在考虑边坡岩体参数非确定的基础上,基于二次响应面的边坡稳定可靠度分析方法,采用快速拉格朗日方法建立了震区岩质边坡稳定性可靠指标计算模型。结合湖南省对口支援四川理县灾后重建项目——理县至小金公路（理县段）路堑边坡,开展了震区边坡稳定性可靠度分析,计算结果表明：二次响应面计算次数远远少于传统蒙特卡洛方法,计算结果满足精度要求;通过对依托工程边坡动力数值模拟的可靠度分析表明,采用二次响应面法计算的可靠度指标Pf=6.861%,采用传统蒙特卡洛方法计算的可靠度指标Pf=5.117×10-2,计算精度较好;最大剪应变增量出现在坡体表面坡腰处,故选择该坡腰处作为边坡安全的控制点,其可靠度最小值为3.1左右,时间出现在16.5 s,可靠度满足设计要求,表明该处边坡整体稳定性较好。     

基于FOA-SVR响应面法的斜拉索可靠度分析方法

为更高效、智能地分析斜拉索的可靠度,结合果蝇优化算法(FOA)和支持向量回归(SVR)提出FOA-SVR响应面法,用于拟合斜拉索的隐式非线性功能函数,并提出关联系数以提高算法的寻优能力和智能性,同时提出PQN法以快速求解可靠指标,得到基于FOA-SVR响应面法的斜拉索可靠度分析方法。结合算例将该方法与传统方法进行对比验证,该方法的精度较高,总体运算效率可提升92%。采用该方法对某独塔斜拉桥斜拉索进行可靠度分析,结果表明：该方法在斜拉索可靠度分析中具有良好的适用性,平均运算效率提高90%,同时人工调试量少,对不同斜拉索通用性强,智能化程度高;独塔斜拉桥在汽车荷载右跨满布时,右跨最长索可靠度最低,但右跨其余斜拉索可靠度相较左跨对称斜拉索更高;对于右跨最长索的可靠指标,影响程度较大的随机变量依次为斜拉索的强度、弹性模量和截面面积。     

基于可靠度理论的沥青路面结构安全性评价及示例

根据工程结构可靠度概念,在假设路面结构的强度(X)和应力(Y)均符合正态分布情况下,利用一次二阶矩模型对沥青路面结构强度抵抗外在荷载应力的概率水平暨安全性进行了评价.分析了不同可靠度系数和变异系数条件下沥青路面结构的可靠度水平.并通过对广深高速公路等实体工程沥青路面的结构安全性的计算分析,证明了将可靠度理论引入沥青路面...     

斜拉桥索力测量的可靠度研究

从概率分析的角度探讨频率法测量索力的精度.综合运用响应面-蒙特卡罗法,以及索力-频率对应关系的有限元及样条拟合方法,形成一种计算量少、计算精度高的频率法测量索力可靠度分析方法.该法可以考虑索结构参数和索实测频率变异性对频率法测量精度的影响.采用该法对广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥各施工阶段的索力测量进行可靠度分析,获得理想的结果,检验了方法的正确性与实用性,同时也为该桥索力测量提供概率意义下的精度信息.     

基于PDS模块技术的钢筋混凝土拱桥可靠度计算

运用ANSYS中的概率设计模块(PDS)技术,将蒙特卡罗法(MC)和响应面法(RSM)结合起来,针对无法列出极限状态方程的在役钢筋混凝土拱桥建立了有限元模型,并进行了可靠度分析.根据钢筋混凝土拱桥的实测资料,选取对结构可靠度影响大的随机变量作为输入参数,将拱桥的结构响应编写为ANSYS的APDL语言,建立可靠度计算的参数化模型.利用ANSYS中的PDS模块技术拟合结构的响应面方程,对拟合的响应面函数进行2 000次抽样,得到函数的统计参数.然后根据JC法的计算原理,用Matlab编程计算出拱桥上部结构的可靠指标.并根据钢筋混凝土拱桥的结构特点,将主拱圈、拱上立柱和桥面板作为串联体系进行系统可靠性分析,选取构件的最低可靠指标作为整个体系的可靠指标.最后探讨了随机变量对拱桥可靠度的灵敏度影响程度,得到拱圈、拱上立柱和桥面板3个构件中随机变量对功能函数的影响大小.     

隧道可靠度随机有限元分析

对新奥法修建隧道的可靠度计算,本文提出隧道可靠度的随机有限元分析方法:采用连续介质模型,通过隧道监测资料,随机反分析围岩参数,然后通过响应面分析衬砌内力,最后计算隧道可靠度。     

结构可靠度理论在公路桥梁设计中的若干应用研究

"定值设计法"长期在公路桥梁结构设计中被使用,但因为"概率极限状态设计法"的优越性能越来越凸显而逐渐将其取代。就结构可靠度理论应用于公路桥梁设计中的问题进行研究,重点研究桥梁结构可靠度的Monte—Carl0法(混凝土结构可靠度的Mc模拟)和实用分析方法,并研究工程界广泛使用的一次二阶矩法,针对其弱点,根据结构可靠度指标的几何意义以Jc法为基础,利用计算机建立结构可靠度指标计算优化模型,对求解方法着重研究,通过在桥梁工程中的实际算例证实这一方法切实可行并具有极高的优越性。     

基于横向分布的简支梁桥结构体系可靠度应用研究

为了能在构件可靠度(失效概率)基础上求出体系的可靠度,寻找构件与系统可靠度之间的关系,提出了一种新的计算分析方法.在已有失效模式的基础上,将体系可靠度的计算分为2个模块,即在最大横向分布影响线基础上对失效系数的计算和在构件可靠度基础上对单梁失效概率的计算.以试验模型为原型,针对梁式桥结构的主要失效模式--主梁的失效,对铰接状况的结构体系失效系数进行了系统的计算,并和常用方法的计算进行了对比.分析表明,本文所提出的通过失效系数来计算主梁结构体系可靠度的方法是可行的,并且通过横向分布影响线计算失效系数,考虑了梁位置的影响,有效的解决横向联系损伤时的体系可靠性.     

响应面方法在路面可靠度分析中的应用

该文采用二次多项式序列响应面方法求解路面可靠度和失效概率,经过与其他方法对比,响应面方法用于路面可靠度设计具有足够的精度,为路面可靠性分析提供了一条新的途径。     

斜拉桥结构可靠度分析的混沌混合算法

根据可靠度指标的几何意义,联合应用混沌算法和BFGS算法,提出了基于混沌混合算法的可靠度分析方法.该方法将可靠度求解问题转化为最优化问题,利用混沌混合算法的全局收敛性实现可靠度问题的求解.利用数值算例和实际斜拉桥结构的可靠度分析对该方法的有效性进行了验证.在此基础上,对苏通长江大桥钢箱梁的可靠度进行了研究,探讨了随机变量的不定性和钢箱梁的不同组成部分对可靠度的影响.结果表明:所提出的方法为结构可靠度分析和钢箱梁的优化设计提供了新的思路和方法,能够有效弥补传统可靠度分析方法的不足,具有更高的精度.     

金华山软岩铁路隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度分析

以赣州—龙岩铁路金华山软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构为研究对象［1,2］,由于湿喷纤维混凝土支护结构物理、力学参数和喷层厚度的离散性及混凝土强度破坏准则难以用支护材料参数显式表达,对该类隧道支护结构进行可靠度分析十分困难。采用响应面法计算湿喷纤维混凝土支护结构的可靠度方法,并给出了计算流程;其中围岩-支护结构的确定性分析采用非线性有限元法,可靠度分析采用二次响应面法。分析结果表明:金华山隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度指标高,处于安全状态。     

基于逆可靠度法的大跨悬索桥主缆安全系数评估

提出了一种基于逆可靠度法的大跨悬索桥主缆安全系数评估方法。该方法通过给定结构的目标可靠度指标反求主缆安全系数,计算出的主缆安全系数既考虑了结构参数中不确定因素的影响,又满足了预先给定的主缆可靠度水平。运用该方法评估了主跨跨径范围为2 000~5 000 m的悬索桥主缆安全系数。结果表明,参数的不确定性对悬索桥主缆安全系数会产生较大影响,忽略参数不确定性的影响会导致过高地估计主缆安全系数。     

维修措施对沥青路面结构可靠度的影响研究

对沥青路面结构采取维修措施(加铺沥青层),将直接影响其可靠度。利用蒙特卡罗模拟法(MCS)分析沥青路面结构可靠度,并对维修变量(加铺层厚度、抗压回弹模量)和响应值、可靠度进行回归分析,得到用于计算维修后路面结构可靠度的回归模型。通过与弹性层状体系理论计算结果的对比,验证了这种计算方法的有效性。研究结果可用于路面结构可靠度预测,对于网级路面管理中优化模型的研究和维修方案的制定具有重要意义。     

基于可靠度分析的桥梁耐久性评估

运用可靠度分析方法，以桥梁结构服役状态下材料性能的劣化为出发点，对结构的承载能力耐久性进行了分析。Monte Carlo模拟方法的运用，将桥梁的实际检查结果与结构分析紧密地结合起来。通过高次(五十万次)模拟，数据分布表现出了很好的规律性和重复性一在建立材料性能劣化模型的情况下，该种方法可以作为桥梁生命周期成本管理系统的基础，为桥梁养护、管理优化提供依据。     

基于逆可靠度法的三塔悬索桥主缆与中塔鞍座抗滑安全系数研究

为合理评估三塔悬索桥主缆与中塔鞍座抗滑安全系数,提出了一种基于逆可靠度法的主缆与中塔鞍座抗滑安全系数计算方法。在考虑结构参数变异性前提下,通过一次逆可靠度方法将目标可靠指标和抗滑安全系数联系起来,进而评估结构的安全性。运用所提方法评估了某算例的抗滑安全系数,并进行了参数分析。计算结果表明:抗滑安全系数随着目标可靠指标的增大而减小;参数随机性对抗滑安全系数影响较大,忽略参数随机性求得抗滑安全系数偏大;摩擦系数、结构恒载、均布活载对抗滑安全系数影响较大,而抗滑安全系数对主缆弹性模量和主缆面积不敏感。     

钢筋混凝土构件可靠度分析

利用国家标准《公路工程结构可靠度设计一标准》（GB／T50283－1999）中提供的各种参数，通过计算实例来说明结构可靠度的分析方法。