工程结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率称为结构的可靠度。本文对新建桥梁进行构件和体系可靠性分析,且在桥梁寿命内进行桥梁结构的时变可靠性分析,确定其在规定时间内完成预定功能的概率,其结果对桥梁设计、施工和维护有一定的指导作用。过去由于计算能力的限制,对结构可靠度的分析一直停留在结构构件的可靠度分析上,但电子计算机计算速度已有很大提高的今天,对大型桥梁进行整体静力多失效模式的可靠度分析,已经不是难事。基于这点思想,本文采用蒙特卡罗法和响应面法对新建成的一座钢管混凝土拱桥进行预定寿命内的整体静力可靠度分析,计算取得较理想的效果。同时采用相关性原理,分析桥梁的一些不确定因素对可靠度的敏感性,较好地描述了随机变量对桥梁结构影响,同类论文在国内还不多见。 清溪河大桥是主跨为90米的带刚性系杆的下承式钢管混凝土拱桥,矢跨比为1/6。本文首先对桥梁在恒载下进行结构分析,分析其最大应力分布情况,确定桥梁的最大概率可能的失效模式。再分别按失效模式的最不利位置,进行活载加载,从而确定桥梁极限承载状态,以便进行桥梁可靠度分析。在静力分析的基础上,本文又考虑随机变量的对桥梁结构状态的影响,采用对随机变量进行区间分段分析,讨论其变化对桥梁结构的影响。 在确定结构的失效模式和随机变量的概率分布后,分别采用蒙特卡罗法和响应面法对桥梁进行可靠性分析,比较两种计算方法的计算结果,表明两者比较接近,都取得较好的计算效果。同时采用数理统计的方法,分别随机变量和失效模式所对应的应力值进行相关性分析,分析随机变量对失效模式的应力值的敏感性。同时使用点阵图,较直观地展现了随机变量与失效模式的应力值的关系。随后考虑到桥梁结构在实际运营中受到自然环境、使用环境和材料本身因素等的影响,使桥梁结构抗力不断降低,作为时变系统在桥梁寿命内对桥梁进行可靠度分析,也是很有意义的。本文通过分阶段对桥梁进行基于时变的可靠度分析,给出了桥梁可靠度随时间的变化过程。最后,在相关性分析的基础上,加入随时间变化的随机变量,分析这些随机变量对桥梁时变可靠度的敏感性。