【摘要】：斜拉橋因其合理的結(jié)構(gòu)形式、卓越的受力性能、優(yōu)美的造型及經(jīng)濟(jì)的造價(jià)等特點(diǎn),在過去的半個(gè)多世紀(jì)里取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,并成為大跨度橋梁的首選橋型。而當(dāng)前對(duì)于大跨度斜拉橋的設(shè)計(jì)及施工的指導(dǎo)思想基本沿用了傳統(tǒng)的確定性方法,這與斜拉橋在實(shí)際的施工期和運(yùn)營期所受的諸多隨機(jī)因素的影響不相符合。因此,依靠確定性的分析方法難以反映出結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)、幾何尺寸、外部荷載等諸多因素變異性對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)的影響規(guī)律。作為高次超靜定柔性結(jié)構(gòu)的大跨度斜拉橋,其結(jié)構(gòu)響應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜,結(jié)構(gòu)非線性等問題也更為顯著,采用高效且智能的可靠度分析方法來研究結(jié)構(gòu)可靠度已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)性問題,同時(shí)也是評(píng)價(jià)各隨機(jī)因素作用下的復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)可靠度的發(fā)展趨勢(shì),為大跨度斜拉橋的設(shè)計(jì)、施工和后期養(yǎng)護(hù)提供更為合理的依據(jù)。本文在可靠度理論的基礎(chǔ)上展開研究,提出了適用于大跨度斜拉橋這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠性分析的混合分析方法,并利用該方法分析了某大跨度斜拉橋在正常使用極限狀態(tài)下的可靠指標(biāo)及非線性隨機(jī)靜力分析,對(duì)影響結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)的多個(gè)隨機(jī)變量進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析。得到了以下結(jié)論：(1)提出了混凝土斜拉橋可靠度評(píng)估及隨機(jī)靜力分析的混合算法。該方法將非線性有限元的Monte Carlo重要抽樣方法數(shù)值模擬與RBF(徑向基函數(shù))神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,并將GA(遺傳算法)引入到響應(yīng)面的擬合中,一方面能極大的減少由Monte Carlo直接抽樣帶來的計(jì)算量,另一方面可以提高響應(yīng)面精度。算例結(jié)果表明,該混合算法能夠很好的模擬隨機(jī)變量與結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的非線性映射關(guān)系,且能夠得到較為滿意的精度和計(jì)算效率,適用于具有多個(gè)隨機(jī)變量的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)估與參數(shù)敏感性分析,為結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算提供了新的思路。(2)為探究其是否能夠更好地適用于實(shí)際工程中復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠度計(jì)算,將該混合算法應(yīng)用于具體的實(shí)際工程,評(píng)估了某大跨度斜拉橋在正常使用極限狀態(tài)下的可靠指標(biāo)及隨機(jī)靜力分析。綜合闡述了可靠度評(píng)估中隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)與選取、有限元分析模型的構(gòu)建、極限狀態(tài)方程的建立、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的選擇等問題,為結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)估及參數(shù)分析作準(zhǔn)備。(3)運(yùn)用提出的混合分析方法分析了某斜拉橋在正常使用極限狀態(tài)下的可靠度,計(jì)算該斜拉橋的主梁跨中位移超限失效的可靠指標(biāo)及尾索強(qiáng)度失效的可靠指標(biāo)。并以該斜拉橋?yàn)楸尘?對(duì)影響結(jié)構(gòu)可靠性的隨機(jī)變量進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析。從而深入了解斜拉橋施工及運(yùn)營期必須重點(diǎn)控制的結(jié)構(gòu)參數(shù),以提高施工過程中結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,把握施工及運(yùn)營過程中的主動(dòng)權(quán),確保在施工和運(yùn)營期橋梁結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的可靠指標(biāo)。(4)鑒于結(jié)構(gòu)的材料特性、幾何尺寸及外部荷載等隨機(jī)變量的變異性對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)產(chǎn)生的影響,應(yīng)用混合分析方法對(duì)某大跨度斜拉橋進(jìn)行了非線性隨機(jī)靜力分析。研究了各種隨機(jī)因素變異時(shí)斜拉橋結(jié)構(gòu)響應(yīng)(主梁跨中撓度、尾索索力)的變化趨勢(shì),為斜拉橋合理的設(shè)計(jì)提供了理論保障。
【圖文】：

傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。本文列舉了近年來主要的幾個(gè)橋梁璋塌實(shí)例。逡逑幽國逡逑圖１．１黑龍江哈爾濱陽明謙大橋邐圖１．２石亭江鐵路大橋逡逑圖１．１實(shí)例；２０１２年，，哈爾濱陽明灘大橋引橋發(fā)生巧塌，四輛大型貨車墜橋，３人遇逡逑難５人受傷。逡逑１逡逑

逡逑圖１．２實(shí)例：２０１０年，寶成鐵路德陽至廣漢間石亭江鐵路大橋被洪水沖斷，造成寶成逡逑鐵路下行在廣漢境內(nèi)暫時(shí)中斷。逡逑Ｂｉｉｙ逡逑圖１．３湖南省株洲市紅旗路高架橋邐圖１．４湖南鳳凰縣堤溪巧江大橋逡逑圖１．３實(shí)例：２００９年，原定爆破拆除的該高架橋發(fā)生巧塌，現(xiàn)場(chǎng)２４輛車被損毀，包括逡逑一輛公交車，造成至少９人死亡，１６人受傷。逡逑圖１．４實(shí)例：２００７年，湖南省鳳凰縣鳳大公路堤溪段大橋玲塌，數(shù)千人在事故中遇難。逡逑焌W逡逑圖１．５廣東佛山九江大橋邐圖１．６重慶賽江彩虹橋逡逑圖１．５實(shí)例：２００７年，廣東佛山九江大橋遭一艘運(yùn)沙船撞擊，２００米橋面塌陷墮入江逡逑中。逡逑圖１．６實(shí)例；１９９９年，重慶暴江彩虹橋發(fā)生巧塌，該彩化橋始建于１９９４年，竣工于１９９６逡逑年，建設(shè)工期１年零１０２天，使用壽命僅兩年零２２２天。此次因工程質(zhì)量導(dǎo)致的重大責(zé)任逡逑事故，共造成４０人死亡。逡逑中國有現(xiàn)存世界最早、保存最完好的石拱橋一趙州橋
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U448.27

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張建仁,許福友;連續(xù)梁橋懸臂施工整體穩(wěn)定性可靠度分析[J];長沙交通學(xué)院學(xué)報(bào);2002年01期

2 桂勁松,康海貴;結(jié)構(gòu)可靠度分析的全局響應(yīng)面法研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2004年04期

本文編號(hào)：2534029