基于贝叶斯更新的大跨度悬索桥结构动态可靠度分析

【作者】 吴俐滢； 罗浩； 翁顺； 朱宏平；

【机构】 华中科技大学土木与水利工程学院；

【摘要】 在复杂时空环境、多因素、多荷载耦合作用下,在役桥梁结构容易因构件材料抗力衰减而引起结构功能退化,研究基于工程实际检测信息的桥梁结构动态可靠性评估方法对于保障桥梁结构的服役安全意义重大。本文从大跨度桥梁结构适用性角度出发,结合现有抗力经验时变函数和工程实际检测信息,建立了基于贝叶斯推断的结构抗力更新模型,对某在役大跨悬索桥进行了动态可靠度分析。首先,在结构抗力正态分布假定下,结合抗力经验时变函数和样本统计结果,利用先验矩估计方法求解抗力分布参数的初始估计值;其次,结合历史抗力分布参数计算值和样本似然函数,利用贝叶斯公式更新抗力分布参数;最后,基于桥梁的应力监测数据,对其开展动态可靠度评估,分析结构可靠性的衰变规律。通过比较本文方法、经验预测方法与样本统计方法的可靠性分析结果发现:三种方法计算的大跨悬索桥结构可靠度均随服役时间推移呈单调下降、加速衰减的趋势;经验预测方法计算的可靠度指标在结构服役初期与样本统计值基本吻合,但是随着服役时间推移两者偏差逐渐增大;本文方法仅需少量样本,计算得到的可靠度指标在整个服役期内均与样本统计值基本吻合,因此本文方法可以在保证分析精度的情况下提高桥梁结构监测效率。更多还原