模擬退火算法在橋梁結構可靠度分析中應用

現(xiàn)今橋梁結構可靠度的計算的方法有很多,但是大多數都只是關于橋梁結構時不變可靠度的,所謂的時變可靠度的計算,是針對結構抗力在基準期內是否發(fā)生變化的一種稱謂。一旦涉及抗力的衰減,橋梁結構的可靠度的計算分析過程就更加復雜起來了,令很多初學者難以理清思路,因此本文介紹了橋梁結構時變可靠度的計算分析過程,以供參考。

闡述了施工可靠度和結構可靠度的基本概念,確定了jc法用于橋梁施工可靠度分析的基本方法。以裝配式簡支梁橋可靠性評估為例,給出了具體方法和過程,通過matlab軟件計算施工可靠指標,進行參數敏感性分析,對施工控制有一定指導意義。

安全投資決策是安全生產決策的重要內容。企業(yè)生產系統(tǒng)的安全投資,是生產成本的組成部分,合理地安排投資項目,可以最大限度地提高企業(yè)的安全效果和經濟效益。本文在分析安全投資決策問題的基礎上,針對問題優(yōu)化模型,設計了帶有精英保留策略的模擬退火算法,并對其進行了優(yōu)化求解,結果表明模擬退火算法在解決安全投資決策問題上能夠得到比較優(yōu)化的方案,從而為求解安全投資決策問題提供了新的途徑。

鋼筋混凝土橋梁結構可靠度分析中存在著模糊性問題,計算結構可靠度的傳統(tǒng)方法沒有考慮結構的模糊性問題.將模糊神經網絡用于鋼筋混凝土橋梁結構的可靠度計算,用神經網絡來構造模糊系統(tǒng),實現(xiàn)輸入、輸出隸屬函數的自動調整,并給出了模糊神經網絡計算結構可靠度的步驟.最后通過兩個算例來計算結構可靠度,計算結果表明,模糊神經網絡法計算結果與jc法計算結果比較接近,該方法可以用于橋梁結構的可靠度計算,特別是可用于功能函數不能顯示表達的可靠度計算.該方法的缺點是計算用時稍長以及訓練、檢驗樣本的來源存在問題.

簡要介紹了sa算法的形成、優(yōu)點、應用范圍等基本情況,具體闡述了sa算法在巖土工程中應用的理論基礎,結合具體實例探討了sa算法在巖土工程相關學科中的應用及研究成果,并得出了有益的結論和提出相關建議,以指導實踐。

對在役橋梁進行剩余價值分析,對于路政部門加強橋梁維護維修、加固甚至新建等決策管理都有實際意義。基于可靠度理論提出了一種折舊方法并用其進行剩余價值計算,為公共項目建設宏觀經濟的成本分析提供一種量化的工具。

該文以結構時變可靠度理論為基礎,對施工期橋梁的失效風險進行了分析。研究了結構時變可靠度與施工期橋梁失效保險費率的關系,推導了施工期橋梁失效保險費率的計算公式。研究結果可為橋梁施工和管理以及制定施工期橋梁保險費標準提供參考。

在可靠度理論中,用β來衡量結構的可靠性,如果荷載效應及抗力均為正態(tài)分布,則結構功能函數也應服從正態(tài)分布規(guī)律,即z=r-sz的平均值為μz=μr-μs,標準差為σ2r+σ2s,則可靠度指標為βμzσz=μr-μszσr+σs如圖1所示式(1)中r,s分別為表示作用的抗力及荷載效應。σr,σs代表r與的標準值。當z<0,失效率pf=p(z=r-s<0)p為概率。pf=p(z<0)=∫0-∞1σz2π=exp[-(z2σ-2zμz)2]dz(2)令x=zσ-zμz,則dz=σzdx∴pf=∫-μz-σ∞z12πexp(-zx2)dx=φ(-σμzz)=φ(-β)(3)在(3)式中,φ(.)為標準正態(tài)分布函數。如果用恒載(自重+二期恒載)與抗力算出β1,恒載(自重+二期恒載)+車輛荷載(包括沖擊)算出β2,利用β1-β2可以判斷結構維修與加固程度,這就是本文思路所在。但是r與s均需正態(tài)分布,如不服從正態(tài),應將參數換算成為當量正態(tài),否則不能做簡單的加減。荷載與抗力的統(tǒng)一參數均可取文獻[1]第三章到第五章的科研與科研成果。在抗力計算中特別是剪力,它與結構的配筋有關,其公式為:qjk=0.008(2m+ρ)rbh+.012μkrgkbh0其公式中符號代表可見規(guī)范(tjt-023-85),必須指出“建規(guī)”中的qjk與“橋規(guī)”不同,“橋規(guī)”比“建規(guī)”大1.35倍,這是因計算模式而導致的,不影響計算結果。

隨著可靠度理論的發(fā)展與成熟,結構可靠度理論在橋梁工程中的應用也得到了長足的發(fā)展,在各個方面都有所突破。本文介紹了可靠度理論在橋梁工程中的應用,特別介紹了大跨度橋梁風振可靠度研究進展。

淺議可靠度方法在橋梁結構優(yōu)化設計中的運用——闡述了結構可靠度的基本概念，介紹了基于可靠度的橋梁結構優(yōu)化設計的一般方法，提出了結構可靠度分析與計算的一般思路，指明了基于可靠度的橋梁結構優(yōu)化設計基本思想以及發(fā)展方向。

一般來說,水工結構在設計基準期內,必須滿足下列各項功能要求:一是在正常施工和正常使用時,能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用。二是在正常使用時,具有設計規(guī)定的工作性能。三是在正常維護下,具有設計規(guī)定的耐久性。四是在出現(xiàn)預定的偶然作用時,主體結構仍能保持必需的穩(wěn)定性。以上4項總稱水工結構的可靠性。因此,水工結構的可靠性可以明確定義為:在規(guī)定時間內,規(guī)定條件下,水工結構完成預定功能的能力。

為了定量地研究大跨橋梁在多種隨機因素下的可靠度,采用了蒙特卡羅法中的拉丁超立方體抽樣法,對潤揚懸索橋(中國跨度最大的懸索橋)在溫度、風、車輛荷載、車輛沖擊等隨機變量作用下的結構可靠度進行了計算.通過對大橋在正常運營和損傷狀態(tài)下的可靠度分析,獲得了大橋主纜應力、吊索應力、橋塔位移以及鋼箱梁線形等重要指標的可靠度和累積分布函數,分析結果形象直觀,提高了評估的效率,使維護決策的制定更加客觀準確.

按基于某一限值可靠度的方法對既有橋梁結構剩余使用壽命進行了研究,在介紹了相關文獻的半經驗半理論的預測方法和基于動態(tài)可靠度預測方法的基礎上,對擬采用維修或加固措施以延長剩余壽命的橋梁,提出了基于體系可靠度并考慮最優(yōu)維修方案組合的壽命預測方法,并建立了優(yōu)化數學模型。研究表明:該方法以橋梁的完整使用周期為研究對象,從而確定與安全、經濟的維修決策相對應的最優(yōu)使用壽命,但仍有許多問題需做進一步研究。

在現(xiàn)代化社會發(fā)展中，傳統(tǒng)的橋梁結構設計方法由于存在著許多問題而無法滿足現(xiàn)代化橋梁工程的建設．并且由于其中存在著諸多不確定性因素，對橋梁工程的建設造成了嚴重的影響，極容易出現(xiàn)安全事故，成脅到人們的生命財產安全。因此我們需要在傳統(tǒng)的橋梁結構設計方法的基礎上不斷改進與優(yōu)化。使其具有可靠性，這樣才能夠保證橋梁工程的建設質量．充分發(fā)揮橋梁工程的使用功能。

基于監(jiān)測數據的橋梁結構可靠性評估

將遺傳算法(ga)和人工神經網絡(ann)引入框架結構可靠度分析,其結果與jc法的計算結果相比較,進一步顯示出遺傳算法和人工神經網絡用于計算結構可靠度的優(yōu)點,為結構可靠度研究提供了新的有效思路和方法。

響應面法可以應用于大型復雜結構隱式極限狀態(tài)方程的可靠性分析,然而至今可靠度響應面法的計算精度仍是未完全得以解決的問題。本文分析了響應面法計算結構可靠度的實質,指出了已有可靠度響應面法研究中存在的認識誤區(qū),并揭示了可靠度響應面法計算誤差的真正原因。在此基礎上,提出了改進響應面法用以解決傳統(tǒng)響應面法收斂失敗和計算誤差大的問題,算例結果證實了所提方法的有效性與精度。最后,指出了可靠度響應面法的進一步研究方向。

介紹了響應面法的基本思想,并分析了用單面響應面法計算結構可靠度中存在的精度問題,提出了改進的單面響應面法;同時通過算例與其他方法進行了對比分析,結果表明,改進的單面響應面法不僅不會增加計算的數學難度,又能提高計算的精度。

針對普通橋梁結構變形檢測方法執(zhí)行效率低下、測量精度有限等問題,設計基于可靠性分析的新型橋梁結構變形檢測方法。首先通過確定形變極值響應面的方式,計算可靠性遺傳算子,完成橋梁形變量的可靠性分析。然后利用上述分析結果,在一定條件下,對遺傳算子進行訓練優(yōu)化,定義橋梁結構的基本形變檢測參數,再通過選擇合適檢測處理軟件的方式,對所有執(zhí)行數據進行規(guī)范整理,完成基于可靠性分析橋梁結構變形檢測方法的搭建。最后模擬橋梁結構形變狀態(tài)設計對比實驗,結果表明與變形檢測方法相比,應用基于可靠性分析的橋梁結構變形檢測方法后,測量精度最大值提升至87%以上,有效緩解執(zhí)行效率低下情況。

公路作為我國我們四大交通體系之中里程數最常長、涉及面最廣、使用頻率最高的交通體系．公路交通系統(tǒng)的建設和完善為我國經濟環(huán)境的發(fā)展提供著不可替代的內部環(huán)境，隨著進近十幾年來我國的發(fā)展速度不斷加快．在國際間的地位不斷提高，也使我國對公路交通系統(tǒng)的建設要求不斷變細、變嚴，尤其是對于橋梁公路系統(tǒng)要求更是十分苛刻。結構可靠理度論是我國公路設計建設中重要參考理論，利用結構可靠理度理論論能夠使公路橋梁的設計結果更具實用性、經濟性、安全性。

公路作為我國我們四大交通體系之中里程數最常長、涉及面最廣、使用頻率最高的交通體系,公路交通系統(tǒng)的建設和完善為我國經濟環(huán)境的發(fā)展提供著不可替代的內部環(huán)境,隨著進近十幾年來我國的發(fā)展速度不斷加快、在國際間的地位不斷提高,也使我國對公路交通系統(tǒng)的建設要求不斷變細、變嚴,尤其是對于橋梁公路系統(tǒng)要求更是十分苛刻。結構可靠理度論是我國公路設計建設中重要參考理論,利用結構可靠理度理論論能夠使公路橋梁的設計結果更具實用性、經濟性、安全性。

結構可靠度是指橋梁結構在規(guī)定的時間內,在規(guī)定的條件下,完成預定功能的能力。結構可靠度分析方法已經較為完善,但是有關其在橋梁工程中的應用尚未看到相關文獻。本文主要研究了常見結構可靠度計算方法在橋梁工程中的應用,并對比了其優(yōu)缺點,明確了在橋梁工程中的應用范圍。最后,以河南省某高速公路上的一座實際橋梁作為案例,進行了基于可靠度分析的設計。結果表明,基于結構可靠度分析的方法在橋梁設計中有著重大意義。