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不确定因素对带系梁钢管混凝土拱桥可靠度的影响分析一——徐金龙 郑舟军 向木生 107 不确定因素对带系梁钢管 混凝土拱桥可靠度的影响分析 徐金龙 郑舟军。 向木生。 (襄樊市公路处 襄樊 44J000) (大桥局武汉桥梁科学研究院。 武汉 430034) (武汉理工大学。 武汉 430063) 摘 要 传统的工程结构设计与分析是建立在确定性的力学模型基础上进行 的，无法考虑结构中的 不确定性 。不确定性是人类在认识和把握纷繁复杂客观世界过程 中的局限性所客观存在 的。通过将 结构中的不确定性按照其 自身规律表达成概率模型，采用蒙特卡罗法对新建成的一座钢管混凝土拱 桥进行分析，不仅获得了关键截面结构应力值概率分布情况，也得到了该桥的体系静力可靠度，较好 地分析不确定因素对桥梁结构的影响。 关键词 可靠度；不确定性；蒙特卡罗法 中图分类号 ：TP391 文献标志码 ：A 传统的工程结构设计与分析是建立在确定性 进行分析。 的力学模型基础上进行 的，忽略了结构系统 的变 本文是将结构 中的不确定性表达成的概率模 异性，本质上是用某种均值参数系统代替原结构 型，采用概率统计数学方法进行不确定结构进行 系统 ，只有在原系统变异性较小时，确定性分析才 分析和研究 j。 能给出较符合实际的结果 。确定性模型用安全系 l 随机结构理论研究 数或许用应力来设计结构和评估结构 的安全性。 安全系数法其实质是为了弥补结构中的不确定性 1．1 结构随机因素的种类 因素带来的不安全性，安全系数法带有浓烈的主 客观现象与主观描述或预测 的现象之 间存在 某些偏离 ，而这些偏离又表现出某种统计规律性 ， 观色彩 ，不能定量考虑这些不确定性，在结构设计 可以在概率的意义下来把握这种偏离 ，一般认为 中往往因过低或过高地估计了安全系数而导致不 这类现象对应的系统具有随机性 。在结构力学系 安全的结构或不经济的结构。大量研究表 明，如 统的模型建立过程中，可能遇到的随机性可大致 在结构分析模型中考虑 系统的不确定性 因素后 ， 归纳为以下几个方面：①结构材料特性的随机性 ： 其结果将 比在确定性结构系统模 型下更为合 由于制造条件 、材料的多相特征等因素的影响，使 理 。 工程材料 的弹性模量 、泊松 比、屈服应力 、强度及 在实际工程结构设计与分析中，对含有不确 密度等具有随机性 ；②结构几何尺寸的随机性 ：由 定 因素的结构系统主要是通过以下几种数学力学 于制造等的误差 ，结构 的尺寸如梁柱的横截面积、 模型进行解决 ： 惯性矩、板的厚度等具有随机性 ；③结构载荷的随 1)确定模型。将均值参数简化，忽略不确定 机性 ：结构在工作条件下可能受随机的激励作用 ， 性 ，用确定性数学方法进行分析。