基于改进分枝-约界法的连续刚构桥失效模式研究

研究目的:准确搜寻连续刚构桥的失效模式,是准确计算连续刚构桥可靠度的核心任务之一。针对连续刚构桥恒载占比较大,淹没了可变荷载效应,使失效模式在搜寻过程中出现遗漏,以及通过删除失效单元不考虑失效单元恒载引起的内力重分布,造成失效模式与结构实际受力性能不符的情况,提出了更全面反应连续刚构桥失效模式的识别方法。研究结论:对全局临界强度分枝-约界法进行改进,将构件本身恒载效应和失效单元重分布的恒载效应从结构构件有效强度中扣除,建立改进后方法的失效模式搜寻路径;利用两跨连续桥梁有限元模型和某连续刚构桥对改进后的全局临界强度分枝-约界法进行验证。结果表明:改进后的方法得到了连续刚构桥的主要失效模式,失效路径与桥梁实际破坏情况相符,且不会遗漏桥梁结构体系的失效模式。

全局临界强度分枝-约界法的有效强度改进

目前常用的全局临界强度分枝-约界法在计算有效强度时未考虑构件恒载的内力重分配,当恒载在结构体系总荷载中占比较大时,得到的失效模式可能与结构实际破坏路径不符。针对这一问题,将结构失效单元的恒载视为外荷载施加于相邻结构单元,在考虑构件恒载重分布的基础上,通过简化两端固支梁模型推导剩余结构单元内力和有效强度的计算方法,提出更全面反映结构系统失效模式识别的改进方法,并利用某连续刚构桥对所提方法进行验证。结果表明:改进方法得到的主要失效模式、失效路径与桥梁实际破坏情况相符,且不会遗漏桥梁结构体系的失效模式。