基于Copula理论的桥梁可靠度计算

发布时间：2021-02-02 20:27

　　桥梁体系的失效通常包含有多种失效模式,但基于同一随机源的失效模式间往往存在一定的相关性。一般相关性通过影响两个失效模式同时发生的联合失效概率,进而影响体系失效概率。本文在串并联模型法的基础上,通过引入Copula理论对体系中失效模式的相关性进行衡量,推导了各种串并联体系的失效概率计算公式;并通过桁架算例,将该方法与传统计算方法进行对比,证明了该公式的准确性;最后,以某连续梁桥实例,将该方法应用于桥梁体系可靠度的计算,并比较了不同失效模式相关性对桥梁体系失效概率的影响。 

【文章来源】：土木工程与管理学报. 2020,37(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

某单层钢桁架/m

该方法计算得到的二元联合失效概率值与Copula函数值结果基本一致，差值在0.05%～6%之间，差距非常微弱，如图2所示。将本文计算得到的体系失效概率值与宽界限法及窄界限法进行对比如表5所示。

以武汉至孝感高速公路上的某宽幅预应力空心板五跨连续梁桥为例，主梁由预制预应力混凝土空心板和现浇混凝土桥面板组合而成，先简支后连续，每半桥宽主梁含8块空心板。半桥宽横截面如图3所示。本文采用ANSYS进行有限元建模对连续梁桥的受力状态进行计算，采用MATLAB计算结构抗力;由蒙特卡罗法计算构件的失效概率，仅考虑空心板的抗弯与抗剪失效;并引入最小二乘向量机对有限元计算数据进行拓展，以便满足计算的样本需求。流程如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Copula理论下基于g-line失效域的边坡可靠性分析[J]. 许晓亮,李建林,龚家伟,宛良朋,陈将宏.  岩土力学. 2017(05)
[2]基于Copula理论的粗粒土渗透破坏临界水力比降估值[J]. 黄达,曾彬,顾东明.  岩土力学. 2015(05)
[3]一种混凝土桥梁时变体系可靠度分析方法[J]. 田浩,陈艾荣,楼慧元.  中南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[4]现代结构系统可靠性评估理论研究进展[J]. 董聪,夏人伟.  力学进展. 1995(04)

博士论文
[1]基于Copula函数的岩土体抗剪强度参数二维分布模型研究[D]. 张蕾.武汉大学 2017



本文编号：3015321