吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (05): 1247-1252.doi: 10.7964/jdxbgxb201305016

• 论文 • 上一篇    下一篇

载荷共享过程的桥梁系统首次失效平均时间

张立业, 郭学东, 董丽娟   

  1. 吉林大学 交通学院, 长春 130022
  • 收稿日期:2012-04-27 出版日期:2013-09-01 发布日期:2013-09-01
  • 通讯作者: 郭学东(1955- ),男,教授,博士生导师.研究方向:桥梁检测与加固.E-mail:guoxd@jlu.edu.cn E-mail:guoxd@jlu.edu.cn
  • 作者简介:张立业(1981- ),男,工程师,博士.研究方向:桥梁健康监测.E-mail:zlyuse@126.com
  • 基金资助:

    高等学校博士学科点专项科研基金项目(20100061110051).

Bridge system mean time to failure with load-sharing process

ZHANG Li-ye, GUO Xue-dong, DONG Li-juan   

  1. College of Transportation, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2012-04-27 Online:2013-09-01 Published:2013-09-01

RICH HTML

0   

PDF (PC)

326

摘要：

在既有的桥梁结构系统可靠性研究的基础上,本文采用Markov稳态概率作为评价桥梁系统可靠性的指标,通过修改系统的状态转移矩阵来实现桥梁工作过程中的载荷共享过程分析,对可靠度函数和桥梁结构系统状态方程进行Laplace变换后,求解由修改缩减后的系统状态转移矩阵构成的状态方程,推导出了桥梁系统首次失效平均时间(BSMTTF)的计算方法。借助算例,得出桥梁系统首次失效平均时间与桥梁中各构件的目标可靠度指标β关系密切,可靠度指标越高,桥梁系统首次失效平均时间越长,且目标可靠度指标越高,对桥梁系统首次失效平均时间延长得越明显。

关键词: 工程结构, 系统可靠性, 桥梁, 载荷共享, 首次失效平均时间, Laplace变换, 可靠度指标

Abstract:

Based on the existing reliability analysis of bridge structure system, the Markov process steady-state probabilities are used as the reliability assessment indexes of bridge system. The load-sharing process in bridge working condition is analyzed by modification of the system reliability relation matrix. Laplace transforms of the bridge system reliability function and state equations are conducted. Then state equations obtained after the modification of the system reliability relation matrix are solved to deduce the calculation method of Bridge System Mean Time To failure (BSMTTF). A case study is carried out, which indicates that the BSMTTF is closely related to the component target reliability indexes. The higher the bridge system reliability index the longer the BSMTTF, and the higher the component target reliability index the more obvious the increase in the BSMTTF.

Key words: structural engineering, system reliability, bridge, load-sharing, mean time to failure(MTTF), Laplace transform, the reliability index

中图分类号: 

  • U447

[1] 李爱群,缪长青.桥梁结构健康监测[M].北京:人民交通出版社,2009.

[2] 秦权.桥梁结构的健康监测[J].中国公路学报,2000,13(2):37-42. Qin Quan.Health monitoring of long-span bridges[J].China Journal of Highway and Transport,2000,13(2):37-42.

[3] 姜浩,郭学东,张立业. 基于模态应变能理论的混凝土结构损伤诊断[J]. 吉林大学学报:工学版,2010,40(增刊):209-213. Jiang Hao, Guo Xue-dong, Zhang Li-ye. Damage diagnosis of concrete structure base on modal strain energy theory[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2010,40(Sup.):209-213.

[4] 程永春, 谭国金, 刘寒冰,等. 车辆作用下的公路简支梁桥测试频率[J]. 吉林大学学报,工学版,2009, 39(6):1492-1496. Cheng Yong-chun, Tan Guo-jin, Liu Han-bing, et al. Test frequencies freely supported beam of highway bridge under effect of vehicles[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2009, 39(6):1492-1496.

[5] 孟广伟, 蔡斌, 李锋,等. 曲线拟合与蒙特卡洛法结合的结构可靠度分析方法[J]. 吉林大学学报:工学版,2010,40(增刊):293-296. Meng Guang-wei, Cai Bin, Li Feng, et al. New method for structural reliability analysis by combining curve fitting with Monte Carlo simulation[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2010, 40(Sup.):293-296.

[6] Kang Won-Hee, Song Junho, Gardoni Paolo.Matrix-based system reliability method and applications to bridge networks[J].Reliability Engineering and System Safety,2008,3:1584-1593.

[7] Frangopol D M, Strauss A, Kim S Y. Bridge reliability assessment based on monitoring[J]. Journal of Bridge Engineering,2008,13(3): 258-270.

[8] Catbas F N, Susoy M, Frangopol D M. Structural health monitoring and reliability estimation: long span truss bridge application with environmental monitoring data[J]. Engineering Structures,2008,30(9):2348-2359.

[9] Frangopol D M, Imai K. Reliability of long span bridges based on design experience with the Honshu-Shikoku bridges[J]. Journal of Constructional Steel Research,2004,60(3-5):373-392.

[10] 郭学东,张立业,董丽娟, 等.桥梁系统可靠性评估方法[J]. 吉林大学学报:工学版,2012,42(3):634-637. Guo Xue-dong, Zhang Li-ye,Dong Li-juan,et al. Bridge system reliability assessment method[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2012,42(3):634-637.

[11] Marvin Rausand. System Reliability Theory: Models, Statistical Methods, and Applications[M]. 2nd Edition.San Francisco, CA: John Wiley&Sons,2004.
[1] 惠迎新,毛明杰,刘海峰,张尚荣. 跨断层桥梁结构地震响应影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1725-1734.
[2] 李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬. 基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 787-795.
[3] 郑一峰, 赵群, 暴伟, 李壮, 于笑非. 大跨径刚构连续梁桥悬臂施工阶段抗风性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 466-472.
[4] 宫亚峰, 何钰龙, 谭国金, 申杨凡. 三跨独柱连续曲线梁桥抗倾覆稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 133-140.
[5] 魏志刚, 刘寒冰, 时成林, 宫亚峰. 考虑桥面铺装作用的简支梁桥横向分布系数计算[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 105-112.
[6] 马晔, 尼颖升, 徐栋, 刁波. 基于空间网格模型分析的体外预应力加固[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 137-147.
[7] 魏志刚, 时成林, 刘寒冰, 张云龙. 车辆作用下钢-混凝土组合简支梁动力特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1744-1752.
[8] 张云龙, 刘占莹, 吴春利, 王静. 钢-混凝土组合梁静动力响应[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 789-795.
[9] 王智远, 李国栋, 王勇华. 基于AHP-TOPSIS的桥梁设计方案优选决策模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 478-482.
[10] 赵云鹏, 于天来, 焦峪波, 宫亚峰, 宋刚. 异形桥梁损伤识别方法及参数影响分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1858-1866.
[11] 于天来, 刘兴国, 姚爽, 穆罕默德马苏. 碳纤维筋体外预应力加固钢筋混凝土梁的疲劳性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1867-1873.
[12] 刘寒冰, 时成林, 谭国金. 考虑剪切滑移效应的叠合梁有限元解[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 792-797.
[13] 谭国金, 刘子煜, 魏海斌, 王龙林. 偏心直线预应力筋简支梁自振频率计算方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 798-803.
[14] 曹珊珊, 雷俊卿. 考虑区间不确定性的钢结构疲劳寿命分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 804-810.
[15] 姜封国, 赵景鲁, 郑重远. 基于荷载抗力设计法的受火钢柱可靠性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 978-984.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发