高墩大跨连续刚构桥施工期安全评价

针对高墩大跨连续刚构桥施工期结构概率失效的特性,提出了基于失效概率的安全评价方法.以徐水沟特大桥为工程背景,通过风险评定识别出施工最不利阶段--最大双悬臂时的主要风险因素即:节段特性模量的不确定性、梁体自重的不确定性以及预应力损失的不确定性.采用大型通用有限元程序ANSYS及蒙特卡洛法,计算徐水沟特大桥在最大悬臂时的失效概率,并确定施工期的目标可靠度.依据高墩大跨连续刚构桥施工期结构概率失效的评价结果,提出相应的风险控制措施.     

基于子集模拟的埋地管道失效概率评估

对失效概率的评估是管道系统风险评价的核心内容,针对目前对埋地管道失效概率问题研究的不足,采用子集模拟方法（SS）建立埋地管道失效概率的定量评估模型以及参数敏感度模型,并对随机变量进行敏感分析。研究结果表明:子集模拟能利用少量样本定量计算出管道失效概率,有效弥补了管道结构可靠性模型中的不足;在管道运行中期,工作压力、腐蚀速率、管道壁厚和屈服强度是对管道失效概率影响较大的4个因素,而腐蚀因素在管道运行后期成为对系统失效概率影响最大的因素。     

基于二阶矩法的钢筋混凝土连续梁可靠度分析

根据结构可靠性理论,运用应力-强度干涉模型,考虑随机参数服从正态分布情况下的影响,构建连续梁在强度失效模式下的可靠性模型,应用二阶矩法通过数值分析计算结构的可靠指标,得出了结构的可靠度。为使所建立的模型符合钢筋混凝土结构的具体受力特点,荷载效应计算中考虑了钢筋混凝土结构的内力重分布,承载能力计算中参考了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)给出的近似计算公式,得到了多维非线性的极限状态方程。通过实例对模型和可靠度方法进行了验证,计算分析表明,本文所建立的可靠性模型揭示了钢筋混凝土连续梁在各种随机因素作用下强度失效的规律,为钢筋混凝土连续梁的可靠性分析提供了依据。此外,本文提供的构件可靠度计算思路也可为其他各类钢筋混凝土构件的可靠度分析提供参考。     

基于神经网络方法的复杂超静定结构失效概率分析

将整体结构按拓扑关系划分为若干模块,根据力的传递原理对模块结构进行失效概率计算,获得各模块结构的失效概率信息;运用有限元模拟分析获得整体结构的失效概率信息。再将模块结构的失效概率作为输入,整体结构的失效概率作为输出,构造样本集。以BP神经网络进行失效概率分析,既可提高计算速度和精度,也可利用其泛化能力对相同拓扑结构的超静定结构进行失效概率计算。算例中对包含5个模块结构的整体结构单元进行基于神经网络的失效概率分析,以网络外推能力计算了包含7模块结构的整体结构单元的失效概率,获得较好的计算精度,从而验证了该方法的有效性。     

基于应变和PSO-BP神经网络的连续梁桥损伤识别方法

以连续梁桥为研究对象,建立了基于应变的损伤识别方法。提出将伪比能变化率作为损伤识别指标,并针对BP神经网络易陷入局部极小的缺点,用改进粒子群(PSO)算法优化BP神经网络的权值和阈值参数,建立PSO-BP网络预测模型。通过建立一座三跨连续梁桥有限元模型,以桥梁易损区域作为损伤识别对象进行数值模拟。结果表明,以伪比能变化率作为损伤识别指标,可以很好地实现对桥梁单位置和多位置损伤的定位及损伤程度识别,损伤程度识别的最大相对误差为3.14%,且网络内插能力优于外延能力。与传统BP神经网络比较,PSO-BP神经网络拥有更为精准的预测能力。     

基于CDR的典型大跨梁桥施工全过程抗震安全评价

为减小施工桥梁的地震损失,基于桥梁在施工过程中发生地震损伤和破坏的现实,以3座典型大跨悬臂施工连续梁桥为对象,在分析地震需求和抗震能力的基础上,采用能力需求比(CDR)法,研究大跨梁桥施工全过程的抗震性能和抗震安全性。研究结果表明,在悬臂施工全过程中各构件各部位的能力需求比均大于2.5,悬臂施工全过程结构抗震安全;抗震易损的部位分别位于墩底、桩顶和1号-GPZ(KZ)3SX支座;最小能力需求比集中于8号梁段、9号梁段、边跨合龙、中跨合龙和桥面施工等阶段;抗震设计应在施工的维度上,重点关注地震风险相对较大的施工阶段,确保抗震安全。     

波形钢腹板连续刚构桥施工监控

对某波形钢腹板连续刚构桥进行线形和应力监控,建立有限元模型分析了桥梁线形和应力变化情况,并对比分析了监测值与有限元计算值。研究结果表明：桥梁在悬臂浇筑阶段的挠度变化和成桥后的线形均满足设计要求,各监测截面应力随施工进行的变化趋势符合预期设计要求,达到了施工监控的目的。     

基于神经网络的矮塔斜拉桥近断层地震响应参数敏感性分析*

为研究近断层地震动对矮塔斜拉桥地震响应参数敏感性的影响,提出基于BP神经网络配合有限元分析的参数敏感性分析方法（FBSA法）,以某铁路矮塔斜拉桥为研究对象,进行参数化有限元建模,运用BP神经网络计算近断层地震动作用下矮塔斜拉桥响应以及自振频率对各参数的敏感性系数,分析近断层脉冲地震动对地震响应敏感性的影响规律。研究结果表明:FBSA法可快速、精确地完成敏感性分析,为抗震设计与优化提供更全面的参考;矮塔斜拉桥几何布置和截面尺寸对振型刚度影响较大;近断层脉冲地震动作用下,桥梁位移和内力响应明显增大,各设计参数对桥塔位移、桥墩位移和内力以及主梁横向位移和弯矩的参数敏感性具有显著影响,对主塔内力和主梁竖向位移参数敏感性的影响不明显。     

基于毕达哥拉斯模糊贝叶斯网络的海底管道泄漏风险分析*

为分析海底管道运行中存在的泄漏风险,提出1种基于毕达哥拉斯模糊数与贝叶斯网络的风险评估模型。首先,通过毕达哥拉斯模糊数转换专家定性评价,拓展专家意见模糊范围;然后,结合主客观组合赋权法,利用毕达哥拉斯梯形爱因斯坦混合几何算子（PTFEHG）实现专家意见的聚合;最后,通过贝叶斯网络的推理与敏感性分析,计算海底管道泄漏风险的失效概率,并辨识关键风险因素。研究结果表明:该方法可以结合专家意见对海底管道泄漏风险进行定量分析,并识别导致泄漏事故的关键风险因素,对海底管道安全管理具有指导意义。     

考虑多失效模式的桩-土结构体系稳健性设计

针对桩基础设计中岩土参数和荷载的不确定性,首先,提出考虑多失效模式的桩-土结构体系的稳健性设计(RGD)方法,综合分析单桩竖向承载能力极限状态(ULS)、竖向正常使用极限状态(SLS)、水平强度失效和水平变形失效4种失效模式;其次,采用蒙特卡罗模拟(MCS)法和点估计法(PEM)嵌套的方法计算桩-土结构体系的失效概率均值和标准差,以失效概率标准差作为衡量结构稳健性的指标;最后,以稳健性和经济成本作为优化目标,确定单桩的最优设计。结果表明:多失效模式下,不同的单桩设计尺寸,起决定作用的失效模式不同;随着单桩设计几何尺寸的增加,桩-土结构体系的主控失效模式逐渐由桩水平强度控制转为由竖向正常使用极限状态控制;主控失效模式的变化,对结构体系的失效概率变化梯度影响较大。     

独塔自锚式悬索桥吊索力影响参数敏感性分析*

为了解成桥吊索力对构件刚度、索鞍位置、温度、吊索张拉力等参数的敏感性，保证自锚式悬索桥体系转换能够安全顺利地完成，以天水市罗家沟大桥为工程背景，采用解析法修正空缆线形、有限元法模拟施工过程，分析张拉前参数和张拉过程参数变化对成桥吊索力的影响。结果表明:刚性吊索索力对吊索抗拉刚度变化敏感，在实际施工前可根据实测数据对吊索张拉力进行适当调整；中、长吊索索力对张拉时环境温度比较敏感，中、长吊索临近的吊索索力对第1轮吊索的张拉力偏差比较敏感，在实际施工时应采取相应的措施对张拉力予以精确控制；吊索力对散索鞍沿滑动面滑动的边界处理较敏感，应在有限元建模和施工时予以重视。     

稠油热采井管柱失效动态风险分析研究

为保证稠油热采井筒管柱的安全运行，采用故障树与贝叶斯网络相结合的方法开展稠油热采井管柱失效风险分析，应用故障树分析方法定性识别管柱失效诱因，建立稠油热采井管柱失效场景演化模型，并将故障树转化为贝叶斯网络模型，应用贝叶斯网络对管柱失效风险进行定量分析，得出热采井管柱失效的关键致因和管柱失效的动态失效概率，以新疆油田某区块热采井的管柱失效为对象进行了案例分析。研究结果表明，该方法可为稠油热采井管柱失效风险分析及井筒完整性管理提供理论支撑和工程设计参考。     

基于FITNET FFS模型的腐蚀管道失效概率敏感性分析

为了获取影响腐蚀管道失效概率的关键因素及敏感性规律，基于FITNET FFS模型，采用可靠性理论对国内某腐蚀管道的失效概率进行计算和分析。通过全寿命方法计算了腐蚀增长速率，从而得到了与时间相关的腐蚀管道损伤概率模型，并采用蒙特卡罗模拟算法进行求解，得出了不同年限下腐蚀管道的失效概率；采用变异系数法对各影响因素进行参数敏感性分析。研究结果表明:管道直径、壁厚及径向腐蚀速率的分散性对管道失效概率具有双向扰动作用，其机理在于随机变量的分散性和腐蚀速率同时影响失效概率的波动，开始阶段随机变量分散性起主导作用，两者在管道失效概率达到50%会趋于一个平衡状态，之后腐蚀速率起主要支配作用；另外，管材的抗拉强度对腐蚀管道失效概率的影响较屈服强度的影响更大，可靠性分析时采用只考虑屈服强度的强度模型将存在一定的局限性，建议同时考虑管材抗拉强度的影响。     

贫数据条件下海底电缆故障概率评估方法*

为解决贫数据引起海底电缆失效概率评估的不确定性影响,实施有效的海底电缆故障风险管理,提出1种耦合模糊集理论、层次贝叶斯分析（HBA）和贝叶斯网络的海底电缆失效概率评估方法,识别海底电缆失效致因因素,梳理各因素之间的关联关系,并采用贝叶斯网络(BN)构建海底电缆失效模型;根据数据源特点将电缆失效因素分为数据完全缺失和具有稀少的先兆数据,采用模糊集理论(FST)计算完全没有可用数据的失效致因发生概率,通过HBA估计有稀少数据失效致因的发生概率;以失效致因发生概率为输入,通过贝叶斯网络实现海底电缆失效概率的动态评估。研究结果表明:FST-HBA-BN方法可以解决基本风险因素的数据稀缺问题,量化评估海底电缆失效概率,研究结果可为贫数据条件下的电缆失效风险管理提供支撑。     

不同墩高下连续刚构桥抗震性能分析

以某大跨连续高墩刚构桥为依托,采用Midas/civil软件建立仿真模型,通过时程分析方法研究双肢薄壁墩参数在地震响应下对高墩连续刚构桥抗震性能的影响。以桥墩高度为主要参数,以模型阵型频率、桥墩墩顶、墩底位移及内力变化三个方面对其抗震性能进行评价。研究结果表明,随着其中一个桥墩高度的增加,桥梁频率不断减小,矮墩墩底及矮墩主梁根部出现内力最大值。随墩高的增加,矮墩内力越来越大,高墩内力逐渐减小。