考虑拉索抗力衰减及破断的斜拉桥可靠性分析

采用阶段临界强度分枝-约界法对一座斜拉桥模型进行了主要失效模式的搜索,分析了拉索抗力衰减及拉索破断情形下系统主要失效模式和系统可靠度的变化情况.结果表明:未出现断索情形时,结构系统主要失效模式间的相关性很高,但在有拉索破断后,主要失效模式间的相关性出现了明显分组特征;系统可靠度指标随着拉索抗力的衰减而逐渐降低,考虑拉索破断时,外索破断后剩余结构系统可靠度指标降低较多,得到了破断后对剩余结构系统可靠度影响最大的拉索位置,可为斜拉桥结构设计提供参考.     

基于多尺度MSR法的边坡体系可靠度分析

为解决常规的体系可靠度方法难以计算具有众多失效模式的复杂边坡稳定可靠度的问题,研究基于矩阵的体系可靠度法(MSR法)分析边坡体系的方法;结合多尺度法,把边坡体系拆分为多个并行子体系,每个并行子体系作为体系的一个"超构件",以达到减少优化变量个数、降低系数矩阵规模的目的.对矿山边坡体系进行实例分析.研究结果表明:MSR法能获得比常规界限法更加精确的计算结果;将MSR法与多尺度法相结合,可解决失效模式较多的复杂边坡体系可靠度的计算问题,扩大MSR法的应用体系范围;MSR法使边坡的体系失效概率估计区间稍增大,但计算量呈指数级减少,且可利用现有优化软件进行矩阵运算和优化计算,便于实现边坡稳定性的评估工作.     

珠江黄埔大桥斜拉桥主梁可靠度分析

作为斜拉桥结构主要承重构件的主梁,其可靠性关系到整个结构体系的安全.有限元可靠度方法对于大型复杂结构的可靠度分析有明显的优势,基于此方法研究珠江黄埔大桥斜拉桥的主梁可靠度并对其进行了敏感性分析.考虑几何非线性的影响,建立了基于有限元方法的斜拉桥主梁可靠度计算模型,通过对有限元列式直接微分的方法获得结构响应的梯度,采用一次可靠度方法计算可靠度指标,并根据计算结果直接对随机变量分布参数进行了敏感性分析.计算结果表明,该桥的主梁是足够安全的;布载方式对主梁可靠度有明显影响;主梁可靠度指标β对主梁的抗弯承载能力的均值和标准差最敏感.     

大跨度斜拉桥结构系统可靠度评估

为实现桥梁结构系统可靠度的快速评估,将响应面法、有限元法、β约界法和条件概率乘积算法等方法各自优点相结合,提出了1种计算结构系统可靠度的近似方法.该近似方法采用响应面法和有限元法构造结构单元的极限状态方程,并计算可靠指标;采用β约界法和条件概率乘积算法建立结构系统,并计算失效概率.应用计算结构系统可靠度的近似方法进行了...     

考虑拉索抗力退化的斜拉桥体系可靠度评估

疲劳损伤和大气腐蚀作用致使斜拉索性能退化,影响斜拉桥运营期的安全水平.为了分析拉索抗力退化对斜拉桥体系可靠度的影响,建立了斜拉索抗力退化的串并联概率模型,提出基于机器学习的斜拉桥时变体系可靠度分析方法.以经典斜拉桥和某大跨度双塔混凝土斜拉桥为工程背景,研究了考虑拉索抗力退化的结构时变体系可靠度.研究结果表明:对于稀索体系的小跨度斜拉桥,随着斜拉索抗力的逐步退化,桥梁结构体系的主要的失效路径为由梁和塔的弯曲失效逐渐转变为由拉索腐蚀引起的拉索强度失效;当拉索抗力退化后的可靠度低于主梁关键截面可靠度时,结构体系可靠度将显著降低;对于密索体系的大跨度斜拉桥,在拉索疲劳和腐蚀共同作用下,该斜拉桥体系可靠指标将在29年降低到5.2.     

基于贝叶斯理论的大坝体系可靠度计算方法

提出了大坝体系可靠度的改进计算方法.首先,通过响应面法拟合极限状态函数,进而通过JC法求出大坝单元的失效概率.然后,通过设定失效模式,以复合极限状态函数为准则,搜索出相应的失效路径;基于贝叶斯公式和Cauchy-Schwarz不等式,通过推导得出大坝以某种失效模式失效时的失效概率的上限,从而得出大坝整个体系的可靠度.最...     

一种不依赖失效路径的结构体系可靠度分析方法

传统的结构体系可靠度分析方法依赖于结构失效路径的分枝和约界技术,导致主要失效模式难以识别、体系失效概率计算工作量巨大.鉴于此,本文结合弹性模量缩减法和随机有限元法,提出了一种不依赖失效路径的结构体系可靠度分析方法.首先利用随机有限元法计算结构的随机响应量,据此定义单元承载比和基准承载比,以判别结构在不同受力状态下的高承载单元.然后利用变形能守恒原理建立结构内力重分布和损伤演化模拟的随机弹性模量缩减法,进而根据塑性极限状态下高承载单元的弹性模量缩减幅度确定结构主要失效模式,并利用多失效模式的联合失效概率计算结构体系可靠度.研究表明,该方法消除了传统方法中潜在失效路径对主要失效模式识别和失效概率计算的干扰,能够取得更高的计算效率和精度.     

斜拉桥结构静力可靠度分析

将响应面法 (RSM )、有限元法、一次二阶矩法 (FORM)和重要抽样法各自的优点相结合 ,提出一种新的结构可靠度计算方法———混合分析法 ,并将其成功地应用到斜拉桥结构静力可靠度分析中 ,得出一些有益的结论 .并且 ,进行了斜拉桥结构静力可靠度计算的敏感性因素分析 ,指出影响斜拉桥静力可靠度的主要随机因素 .     

基于位移的RC高层框架结构在小震作用下失效相关性分析

基于性能的抗震设计是以体系可靠度理论为基础的.在体系可靠度的计算中涉及到相关性问题,它对体系可靠度的分析结果产生重要影响,需要加以考虑.文中基于层间位移,把层间位移作为随机变量,以层间变形破坏为主要失效模式,采用蒙特卡罗方法,对高层框架结构在小震作用下进行了失效模式相关性研究,得出了高层框架结构在小震作用下部分失效模式相关性统计规律.     

大型复杂结构体系可靠度分析的QR法

介绍了笔者提出的大型复杂结构体系可靠度分析的QR法,它是以结构塑性极限分析理论及样条离散化结合起来创立的,其中包含塑性极限荷载-QR法、最易失效机构-QR法及主要失效机构-QR法.主要失效机构-QR法只寻找结构体系的主要失效模式,避开了寻找结构体系全部失效模式,主要失效模式远少于结构体系实际存在的全部失效模式.最易失效模式-QR法只寻找一个最易失效模式,避开了寻找结构的多个主要失效模式.塑性极限荷载-QR法,只寻找塑性极限荷载,避开了寻找结构体系失效模式.这些方法都可以考虑非线性的影响.计算结果表明,利用这种方法分析复杂框架结构体系可靠,计算简便,满足精度要求.     

大跨度斜拉索输油管桥模型固有振动的实验研究

建立了大跨度斜拉索输油管桥模型实验的相似条件，并以某大跨度管桥为例，采用两种不同的边界条件，对某大跨度斜拉索输油管桥固有振动进行了模型实验，通过实验，测得到了管桥的前几阶自振频率并与有关计算结果进行了比较，比较结果验证了文中的实验方法的可靠性，提出的实验方法可以用于预报类似柔性结构体系的固有振动频率。     

缆索承重桥的体系比选

从结构体系受力特点出发,将斜拉桥和悬索桥与其他各种双塔三跨缆索承重桥进行对比分析,并探讨在面对隧道竞争的情况下,不同跨径范围内结构体系的合理选择;比较了各种多塔缆索承重体系桥梁的力学与经济性能.分析表明,对于双塔三跨的缆索承重桥,主跨小于1100 m时,优先选择斜拉桥体系;超过1100 m时,悬索桥将面对其余缆索体系及隧道的竞争,可考虑锚碇和基础处水深及其他因素比较确定.     

Closure technique for the hybrid girder cable stayed bridge of Edong Bridge

Based on Edong Yangtze River Bridge, which is the second longest hybrid girder cable stayed bridge with 926 m long main span, the influencing factors and crucial techniques of the main span closure method for long span hybrid girder cable stayed bridge are studied. After theoretical analysis, numerical evaluation and practical test, the loading assistant closure method is employed in Edong Yangtze River Bridge. The loading assistant closure method, with better thermal adaptability and less influence on bridge line and the forced status, can meet the requirements of the unstressed state control method. Based on the mentioned advantages, the loading assistant closure method is applicable to long span hybrid girder cable stayed bridges. The conclusion can provide a reference for the further design of the similar bridges.     

大跨度混合梁斜拉桥耐久性失效风险评估

为建立大跨度混合梁斜拉桥的耐久性失效风险评估体系,在分析耐久性和风险已有定义的基础上,从评估角度明确了耐久性失效风险的相关概念.考虑耐久性时间跨度大的特点,通过调研咨询识别了长期作用类型的风险因素,建立了大跨度混合梁斜拉桥耐久性失效风险源库.综合专家调查法、模糊综合评判法和层次分析法,研究了基于专家调查的模糊层次分析法用以评估耐久性失效风险.将重要度分析该概念引入耐久性失效风险评估,提出了耐久性失效风险重要度分析,该方法可以评价底层风险源对顶上风险事件的影响程度.以某长江大桥算例实践了上述风险评估体系,证明了其可行性.该体系可为大跨度混合梁斜拉桥的安全运营和预防性养护提供参考.     

超大跨斜拉桥地震行波效应分析

对多点激励下的振型方程进行了推导,简化成类似于一致激励下的振型方程形式,导出多点激励下的振型参与系数和振型等效地震波,从而可由反应谱判断多点激励对结构振动的影响.以一座试设计的主跨1 400m斜拉桥为例,采用振型分析法分析了考虑行波效应的超大跨斜拉桥振动机理。通过拟静力法分析了行波效应引起的各支承点地震动位移的差异对超大跨斜拉桥结构变形的影响,同时,利用位移输入法,对超大跨斜拉桥进行了地震时程分析,研究了行波效应对超大跨斜拉桥顺桥向耗能体系地震损伤的影响.研究结果表明:行波效应减小了耗能辅助墩的耗能作用,增大了桥塔的地震损伤,对超大跨斜拉桥顺桥向耗能体系地震反应的影响是不利的.视波速为1 000~3 000m·s-1范围内的长周期地震动作用下行波效应的影响尤为显著,因此在超大跨斜拉桥地震反应分析时必须考虑.     

预应力混凝土斜拉桥施工控制新进展

在预应力混凝土斜拉桥的施工中几何线形和结构内力的控制非常重要,据此介绍近年来我国在这一方面的新进展,应用现代工程控制理论中自适应控制的思想形成控制系统,其中主要在结构参数辨识和现浇主梁底模标高的实时修正等关键技术上有了突破,并经过几座大跨预应力混凝土斜拉桥的实践取得了成功的经验。     

大跨径三塔缆索承重桥梁力学参数敏感度分析

建立了主跨为1 400m的三塔悬索桥、三塔斜拉桥和三塔斜拉-悬吊协作体系3种桥型的有限元分析模型.考虑几何非线性效应,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编制了计算程序,分析了主梁的最大挠度、索塔塔顶最大位移及主缆抗滑移系数对主梁刚度、索塔刚度、塔梁约束刚度、矢跨比、中央扣等参数的敏感程度,并进一步确定了主梁刚度和索塔刚度合理取值范围.结果表明:主梁刚度对悬索桥影响较小;主塔刚度是3种桥型的核心参数;塔梁约束可改善3种桥型的力学性能;减小矢跨比或设置中央扣可提高结构刚度,但会降低主缆抗滑性能.     

Aerodynamic problems of cable stayed bridges spanning over one thousand meters

The elongating of cable-stayed bridge brings a series of aerodynamic problems. First of all,geometric nonlinear effect of extreme long cable is much more significant for cable-stayed bridge spanning over one thousand meters. Lateral static wind load will generate additional displacement of long cables,which causes the decrease of supporting rigidity of the whole bridge and the change of dynamic properties. Wind load,being the controlling load in the design of cable-stayed bridge,is a critical problem and needs to be solved. Meanwhile,research on suitable system between pylon and deck indicates fixed-fixed connection system is an effective way for improvement performance of cable-stayed bridges under longitudinal wind load. In order to obtain aerodynamic parameters of cable-stayed bridge spanning over one thousand meters,identification method for flutter derivatives of full bridge aero-elastic model is developed in this paper. Furthermore,vortex induced vibration and Reynolds number effect are detailed discussed.