摘 要

桥梁是交通运输中的一个重要组成部分，在交通运输中起着非常重要的作用，但目前我国部分桥梁受损，老化等现象，承载能力逐渐降低，进而导致不合格桥梁的数量越来越多，因此对桥梁的定期检测已经慢慢成为了一个举足轻重的课题。同时我们可以对桥梁进行可靠度分析来判断是否安全，并可以判断是否能继续正常使用。本文以十堰市凯旋大桥作为分析对象，分析桥梁结构的可靠度并计算。

首先在理论的基础上，在Midas中建立模型，对桥梁结构进行分析并确定桥梁在承载力极限状态和正常使用极限状态下两种不同的模式。然后在Matlab中进行计算，在桥梁使用过程中，由于外部环境因素的影响，结构的阻力随时间的变化而减小，由此我们来判断桥梁是否能继续正常使用。

最后，全方面地总结了本文的研究并相应的得出了一些结论，并为桥梁可靠度研究提供了理论依据和相关经验。

关键词：公路桥梁；可靠度；一次二阶矩法

Abstract

Bridge is an important component part of the transportation, plays a very important role in the transportation, but at present our country some Bridges damaged, the aging phenomenon, such as carrying capacity gradually reduce, leading to the number of unqualified Bridges more and more, so the regular testing for bridge has gradually become an important topic. At the same time, we can make reliable analysis of the bridge to determine whether it is safe, and we can determine whether we can continue to use it properly. This paper analyzes the reliability and calculation of the bridge structure by using the ShiYan city triumphal bridge as the analysis object.

First of all, on the basis of the theory, model in the Midas, analyze the bridge structure and determine the bridge bearing capacity limit state and serviceability limit state under two kinds of different pattern. Then calculated in the MATLAB, bridge in use process, due to the impact of external environmental factors,structure resistance decreases with the change of time, thus we can continue to judge whether the bridge normal use.

Finally, the paper summarizes the research of this paper and obtains some conclusions, and provides theoretical basis and relevant experience for bridge reliability research.

Key Words：highway bridge; reliability; second order moment method

目录

第1章 绪 论 1

1.1研究的目的和意义 1

1.2国内外的发展概况 2

1.2.1桥梁的基本组成 2

1.2.2影响结构可靠度的主要因素 3

1.2.3桥梁结构可靠度的研究现状 3

第2章 结构可靠度的研究 5

2.1 结构可靠度的基本概念 5

2.1.1可靠性与可靠度 5

2.1.2 基本随机变量 5

2.1.3 极限状态 5

2.1.4 极限状态方程 5

2.1.5 结构可靠度与失效概率 6

2.2 结构可靠度基本分析方法 7

2.2.1 一次二阶矩法 7

2.2.2 遗传算法 8

2.2.3 响应面法 10

2.2.4 蒙特卡罗法 11

第3章 基于MIDAS的建模及桥梁结构分析 12

3.1基于MIDAS的建模 12

3.1.1 实例分析 12

3.2桥梁概况与模型 14

3.2.1 桥梁概况 14

3.2.2桥梁结构模型 15

3.3桥梁性能概率模型 16

3.3.1 恒载效应概率模型 16

3.4本章小结 17

第4章 桥梁结构可靠度计算 19

4.1可靠度的基本概念 19

4.1.1结构可靠度的一次二阶矩法 19

4.2结构抗力概率模型 20

4.3可靠度分析 23

4.4本章小结 23

第5章 结论与展望 25

5.1 结论 25

5.2 尚存在的问题及展望 25

致谢 27

参考文献 29

第1章 绪 论

1.1研究的目的和意义

桥梁工程是土木工程工程的一个分支。它与住房工程一样，也与石，砖，木，混凝土，钢筋混凝土和各种金属材料搭建结构工程。

桥梁不仅是一个功能性的结构，而且往往是一个立体建筑艺术项目，是一个景观，具有时代特征，如果现代高层建筑高耸庄严，那么一座大跨度的桥梁，壮丽宏伟魅力。加强民族团结，发展国民经济，促进文化交流，消除城乡差异，巩固国防，具有重要意义，发展交通运输业，建立现代化交通网络在各个方向。特别是中国改革开放实施以来，道路桥梁建设快速发展，营造良好的投资环境，促进区域经济腾飞，起到了关键作用。

长期以来，人们习惯于“可靠性”定性评价产品质量的概念。这是由人的可靠性判断的，而不是衡量标准的数量。在我们国内,有很多种类的结构物,比如桥梁,建筑和隧道,这些都一定要满足下面的几个基本功能的要求。

（1）在结构物正常使用或者正常建筑时能承受也许会产生的各种影响。

（2）结构物在正常使用时表现的优良。

（3）结构物在正常使用下具有足够的耐久性来满足各种影响。

（4）某些特殊情况发生后，比如地震，结构物能保持整体稳定的能力良好。

以上所说的第（1）和（4）的内容是结构安全要求，（2）是结构的适用性要求。 项目（3）是结构对耐久度的要求。顾名思义，假如当结构物的安全耐久适用三项性能同时得到满足，那么我们就可以说这个结构是可靠的，所以结构的可靠性就是指的是这三者的统一。而结构可靠度呢，就是结构可靠性的一种概率统计学里面的度量单位，其实结构可靠性的更加科学合理的解释为当结构物在假定的时间和条件下能完成预定功能的概率。这个定义才是对结构可靠性的一种最直观最简明的表述。