桥梁是交通运输的咽喉,在跨越江河、峡谷时很容易遭受强风的袭击,产生强烈的振动。桥上汽车行驶在强风环境下时,所受的侧力和升力急剧增大,发生侧滑和侧倾事故的可能性也会大大增加。当前,风荷载已成为影响大跨度桥梁行车安全性的关键因素之一。同时,由于湍流的存在,风荷载具有一定的随机性,其对桥上行车安全可靠性具有较大影响。鉴于此,本文将风荷载作为随机变量,对横风下大跨度斜拉桥行车安全性和可靠性进行了分析研究,本文的主要内容如下:(1)利用拉格朗日法建立了两轴、三轴、四轴和五轴等四类车型的车辆模型;基于建立的桥梁有限元模型,引入模态叠加法,建立桥梁模态运动方程;利用虚功原理建立车桥间的耦合关系,引入车辆和桥梁的气动荷载模型,最后建立了风-车-桥耦合振动分析模型,并编制了相应的计算程序。(2)采用CFD数值模拟方法研究了东平河特大桥车桥系统的气动特性,得到了考虑车桥间相互气动干扰的车辆气动力系数和气动力矩系数,并与风洞试验结果进行对比,研究了车辆的气动荷载系数随风偏角的变化情况。(3)分别建立了大跨度桥梁静力行车安全性分析方法和考虑车桥耦合振动的行车安全性分析方法,并编制了相应的计算分析程序,对比研究了两种方法预测结果的差异性,结果表明:对于侧滑事故,静力行车安全性分析方法计算得到的临界风速低于考虑车桥耦合振动的行车安全性分析方法计算得到的临界风速;对于侧翻事故,则刚好相反。(4)考虑风速的随机性,建立了一种求解系统失效概率的极限状态函数模型,利用响应面法计算不同车速不同风速下车辆发生侧滑事故和侧翻事故的失效概率,并以此评价桥上车辆在随机风荷载作用下的安全性。