基于神经网络算法预应力混凝土连续梁桥可靠度分析

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服役过程中的预应力混凝土连续箱梁桥,不仅会承受各种荷载,还会受到周围环境的影响、化学物质的侵蚀以及结构材料老化的影响。因此桥梁结构构件会出现不同等级的损坏和缺陷,导致其承载力不足,影响桥梁的正常使用和运营,甚至导致一系列安全事故的发生。因此,对现有运营中的桥梁结构进行科学、合理、准确的可靠度分析与剩余寿命评估,指导相应的维修加固处理,既能有效降低各种桥梁运营中的安全隐患,又能产生一定的社会经济效益。本文以预应力混凝土连续箱梁桥的可靠度为主要研究对象,采用GA-BP神经网络模型拟合结构极限状态功能函数,考虑对耐久性产生影响的各种主要因素,使用Monte-Carlo算法进行可靠度指标及失效概率的计算分析。本文还利用MATLAB语言编制预应力混凝土连续箱梁桥可靠度指标及失效概率的计算程序语言,得到了在设计基准期内预应力混凝土连续箱梁桥可靠度的变化规律,揭示了现役预应力混凝土连续箱梁桥可靠度的时变规律,建立和完善了现役预应力混凝土连续箱梁桥可靠度评估方法和技术,具有一定的技术创新性和实际工程指导意义。本文主要研究内容如下:(1)基于BP神经网络的基本理论和遗传算法优化的实现方式,对BP神经网络进行优化,建立了 GA-BP神经网络模型。更加高效、准确、便捷的对预应力混凝土连续梁桥的极限状态功能函数进行拟合。(2)使用Midas Civil建立有限元模型,通过对桥梁服役过程中产生影响的各种因素进行分析,建立了混凝土重度、车辆荷载、混凝土强度、预应力钢束截面积和预应力钢束强度等五个随机变量的概率变化模型,对统计参数的经时变化规律进行了研究。(3)在得到结构的极限状态功能函数后,使用MATLAB语言编制了计算可靠度指标及失效概率的程序。应用于某一实际工程,分别对预应力混凝土连续梁桥的正常使用和承载能力极限状态的可靠度指标进行分析计算,并与目标可靠度进行对比分析,以此法分析和预测预应力混凝土连续梁桥剩余寿命。
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