基于神经网络的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度研究

论文摘要

腐蚀与疲劳是影响斜拉桥钢箱梁服役可靠性的关键因素,为研究两者双重作用下斜拉桥钢箱梁服役期可靠度的衰退规律,开展了基于神经网络技术的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度分析。首先,通过疲劳强度与钢材强度的关系以及腐蚀引起的钢材抗力衰变,得到了钢材腐蚀疲劳抗力时变模型。然后,通过基于均匀设计法的神经网络技术和非线性有限元方法进行斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠度分析。采用均匀设计法得到影响结构可靠性的基本随机变量的设计样本点,基于ANSYS求解样本点处疲劳荷载作用下的钢箱梁应力幅,通过神经网络得到钢箱梁构件的应力幅函数显式表达式。在建立腐蚀疲劳抗力和疲劳荷载效应时变模型的基础上,构建了斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳时变可靠度的显式功能函数,基于FERUM程序采用JC法计算斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠指标。最后以苏通大桥为例,采用所提方法对钢箱梁局部连接细节服役期的腐蚀疲劳时变可靠度进行了计算,并进行了参数敏感性分析。结果表明:桥面板和U肋腐蚀疲劳可靠指标均随时间增加而减小,但桥面板腐蚀疲劳可靠指标衰退越来越快,而U肋腐蚀疲劳可靠指标则衰退越来越慢,桥面板腐蚀疲劳寿命不足100年。研究结果为斜拉桥钢箱梁服役期的运营维护提供了指导。

论文目录

• 0 引 言
• 1 钢箱梁腐蚀疲劳抗力和荷载效应时变模型
•   1.1 钢箱梁腐蚀疲劳抗力时变模型
•   1.2 钢箱梁腐蚀疲劳荷载效应时变模型
• 2 钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠度研究
•   2.1 腐蚀疲劳强度表达式
•   2.2 腐蚀疲劳荷载效应表达式
•   2.3 腐蚀疲劳极限状态方程
•   2.4 钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠度分析流程
• 3 工程应用
•   3.1 工程概况
•   3.2 有限元模型及相关参数的选取
•   3.3 神经网络模拟
•   3.4 腐蚀疲劳强度
•   3.5 疲劳荷载效应
•   3.6 极限状态方程
•   3.7 时变可靠度
•   3.8 参数敏感性分析
• 4 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张振浩,陈济功,朱迅

关键词: 桥梁工程,斜拉桥,神经网络,钢箱梁,连接细节,腐蚀,疲劳,时变可靠度

来源: 中国公路学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 长沙理工大学土木工程学院,广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室

基金: 国家重点基础研究发展计划“九七三”计划项目(2015CB057706),国家自然科学基金项目(51108044,51808054),湖南省自然科学基金项目(2018JJ2443),广西重点实验室系统性研究项目(2016ZDK014)

分类号: U441;U448.27

DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.12.019

页码: 186-196

总页数: 11

文件大小: 486K

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