斜拉桥动态可靠度及评估指标体系理论研究

作为复杂体系的斜拉桥大都建立了自身的施工监控、健康监测系统，力求进行桥梁结构整体行为的实时监控和结构状态的智能化评估。研究出一套便于推广且有效的在斜拉桥全寿命期对桥梁监测数据的实时处理，对桥梁结构的健康状况做出客观可靠的评估，并及时发出预警信息的斜拉桥可靠性评价模式是十分必要和迫切的，也尚有大量难题亟待解决。申请人提出对斜拉桥进行进行动态可靠度分析并建立相应评估体系，在已有研究基础上努力进行计算方法的理论完善，随机性因素的修正，系统性的强化，向更深层次的评估理论体系探讨。解决诸如：建立斜拉桥施工期荷载统计模型、运营期车辆荷载概率模型的修正、基于改进随机有限元的的荷载效应计算及组合、基于随机过程分析的斜拉桥复杂体系的失效模式追寻、从系统论角度出发提出基于层次分析法结合灰色系统理论的动态可靠度指标评估体系的建立等科学问题。努力为斜拉桥结构可靠性评估的定性、定量化奠定基础，指导斜拉桥状态评估。

大跨度斜拉桥结构大都建立了自身的施工监控、健康监测系统，力求对桥梁结构进行整体行为的实时监控和结构状态的智能化评估。研究出一套便于推广且有效的在斜拉桥施工－运营期对桥梁监测数据的实时处理，对桥梁结构的健康状况做出客观可靠的评估，并及时发出预警信息的斜拉桥可靠性评价模式是非常必要的。项目负责人提出对斜拉桥进行动态可靠度分析、评估，进行计算方法的理论完善，更多随机性因素的修正、系统性的强化，向更深层次的理论体系探讨。解决主要问题有：第一荷载效应方面，依托实际工程对施工期荷载进行了分类，补充建立了施工期荷载随机过程概率模型，推导施工期荷载对现有桥梁结构作用的统计公式，对车辆荷载概率模型进行修正，更符合实际运营中多峰分布的特性，并提出基于随机有限元的的荷载效应计算方法。第二结构抗力计算方面，基于灰色系统理论研究并改进计算方法的包容性和开放性，便于实际应用中结合桥梁检测信息能够及时修正处理；第三基于随机过程分析的斜拉桥复杂体系的失效模式追寻；第四从系统论角度出发提出基于灰色系统理论和层次分析法的动态可靠度指标评估体系的建立等。从而为斜拉桥结构可靠性评估的定性、定量化奠定基础，指导状态评估。