基于可靠度的桥梁船撞作用荷载组合分项系数

摘要：

对船撞偶然组合问题,现行的桥梁设计规范给出了相应的组合分项系数.为了分析现行规范给出的分项系数下桥梁结构可靠度指标水平,寻求荷载组合分项系数与桥梁结构可靠度指标之间的关系,需要对桥梁船撞偶然荷载组合进行深入研究.基于有限元-神经网络-Monte Carlo (F-A-M)法和极限状态设计法,计算桥梁结构船撞偶然组合不同荷载分项系数下的可靠度指标.以练江1号桥主桥为依托工程,采用有限元软件建立全桥空间有限元动力模型,以荷载冲击谱模拟船撞桥墩的动力时程,塔克斯特拉准则作为荷载组合理论依据,确定船撞荷载与汽车荷载作用下结构的失效模式.提取船撞荷载与荷载效应样本、汽车荷载与荷载效应样本、船撞和汽车荷载组合与荷载效应样本,对这些样本进行BP神经网络训练,当训练结果满足精度要求时,对船撞荷载分项系数ψCV取1.0,汽车荷载分项系数ψLL分别取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0,并采用Monte Carlo法计算各分项系数下桥梁结构的失效概率和可靠度指标,将不同分项系数下的可靠度指标与目标可靠度指标进行比较.研究结果表明:跨径在150m以内的连续刚构桥荷载组合分项系数ψCV、ψLL,建议其值为1.0、0.8;F-A-M法可以方便、快速地求解桥梁结构船撞偶然组合下的可靠度指标,建立可靠度指标β与船撞荷载分项系数ψCV、汽车荷载分项系数ψLL的影响面关系,并给出荷载分项系数建议值,为船撞偶然组合设计及桥梁船撞的风险评估提供依据.

关键词：桥梁工程、桥梁船撞、塔克斯特拉准则、F-A-M法、可靠度指标、分项系数

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分类号：U441.2(桥涵工程)

资助基金：陕西省创新人才推进计划项目2018-TD-040;山西省交通运输厅科技计划项目15-2-06;陕西省交通科技项目15-19K;研究生卓越人才培养计划项目310621116603;中央高校基本科研业务费专项资金项目310821163305

在线出版日期：2019-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：155-164