桥梁可靠度分析方法与应用

鲁乃唯、刘扬所著的《桥梁可靠度分析方法与应 用》是结构可靠度理论在桥梁工程中的应用教材，涵 盖了桥梁工程、结构工程、可靠度理论、有限元分析 、概率与统计、结构动力学等多个方面内容，是作者 多年来的研究工作的总结。本书共计9章，分别以工 程结构可靠度的先进算法、可靠性优化设计、动力可 靠度、疲劳可靠度等为理论基础，系统阐述了受随机 变量影响的钢桁梁桥、连续刚构桥、混凝土斜拉桥和 悬索桥的可靠度分析方法、优化设计方法、车载效应 极值分析和疲劳损伤评估等。 本书可供桥梁工程、结构工程、工程力学等领域 的广大科技工作者及工程师使用，也可供上述专业领 域的高年级本科生、硕士和博士研究生学习参考。

刘扬，男，汉族，1973年11月生，湖南岳阳人，教授，博导，副校长。2005年10月于湖南大学土木工程学院获取工学博士学位。分别在美国路易斯安那州立大学和亚历桑那州立大学做访问学者交流。获国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步一等奖2项。现就职于长沙理工大学，主要从事桥梁安全控制与结构可靠性评估研究。 鲁乃唯，男，汉族，1987年6月生，河南扶沟人。2004年9月至2015年1月，在长沙理工大学土木与建筑学院获得学士、硕士和博士学位。2016年1月至2017年1月在德国莱布尼茨汉诺威大学风险与可靠性研究所从事博士后研究。现为东南大学土木工程学院博士后。主要从事桥梁结构可靠度分析方法与应用研究。

前言 第一章 绪论 1.1 工程结构可靠性概述 1.1.1 不确定性 1.1.2 随机变量与随机过程 1.1.3 可靠度与失效概率 1.2 工程结构设计方法的演变 1.2.1 容许应力法 1.2.2 半概率设计法 1.2.3 近似概率极限状态法 1.3 桥梁结构可靠度研究方向 1.3.1 一般构件可靠度 1.3.2 体系可靠度 1.3.3 动力可靠度 1.3.4 耐久可靠度 1.4 本书主要内容 参考文献 第二章 结构可靠度分析的基本理论与方法 2.1 一次二阶矩法 2.1.1 中心点法 2.1.2 验算点法 2.2 MonteCarlo抽样方法 2.2.1 直接抽样法 2.2.2 重要抽样法 2.2.3 方向抽样法 2.3 响应面法 2.3.1 响应面法基本原理 2.3.2 改进的二次序列响应面法 2.3.3 算例分析 2.4 本章小结 参考文献 第三章 桥梁结构静力可靠度分析的智能算法 3.1 工程结构功能函数拟合方法 3.1.1 二次序列响应面方法 3.1.2 神经网络方法 3.1.3 支持向量回归方法 3.2 工程结构可靠度分析的联合智能算法 3.2.1 联合智能算法流程 3.2.2 分析软件 3.2.3 软件操作说明 3.3 算例分析 3.3.1 算例1：显式功能函数 3.3.2 Brotonne斜拉桥简化结构 3.4 工程实例 3.4.1 连续刚构桥 3.4.2 斜拉桥 3.5 本章小结 参考文献 第四章 桥梁结构体系可靠度分析方法 4.1 桥梁结构体系的简化模型 4.1.1 桥梁结构简化措施 4.1.2 两个基本模型 4.1.3 多种失效模式的数学模型 4.1.4 结构体系失效模型 4.2 结构体系可靠度的基本分析方法 4.2.1 失效概率的眼界估计 4.2.2 失效概率的近似计算 4.2.3 失效模式识别 4.3 基于更新支持向量的结构体系可靠度分析方法 4.3.1 SVR模型更新思路 4.3.2 SVR模型的两次更新 4.4 算例分析 4.4.1 悬吊结构 4.4.2 桁架桥梁 4.4.3 混凝土斜拉桥 4.5 本章小结 参考文献 第五章 桥梁结构可靠性优化设计 5.1 结构体系可靠性优化设计方法 5.1.1 现有方法综述 5.1.2 基于遗传算法与神经网络的可靠性优化方法 5.1.3 构件失效概率计算 5.2 经典十杆桁架算例 5.2.1 算例介绍 5.2.2 优化结果分析 5.3 工程实例 5.3.1 钢桁梁简介 5.3.2 钢桁梁设计结构的体系可靠性分析 5.3.3 参数分析 5.4 本章小结 参考文献 第六章 基于随机车流的桥梁动力响应首超概率模型 6.1 研究现状 6.1.1 公路桥梁车辆荷载模型 6.1.2 车一桥动力响应 6.1.3 桥梁动力可靠度评估 6.2 随机车流模型 6.2.1 基于WIM的车辆统计分析 6.2.2 随机车流模拟 6.3 基于首超准则的动力可靠度理论 6.3.1 首次超越破坏准则 6.3.2 Possion假定 6.3.3 Markov假定 6.4 随机车流下桥梁的动力响应概率分析方法 6.4.1 车一桥耦合振动理论与分析方法 6.4.2 车一桥耦合系统的有限元简化分析方法 6.4.3 桥梁动力响应概率分析 6.4.4 极值概率模型 6.5 本章小结 参考文献 第七章 车载下大跨度悬索桥的动力可靠度评估 7.1 工程背景 7.1.1 某悬索桥简介 7.1.2 有限元模型 7.2 车载下加劲梁的动力响应数值分析 7.2.1 单车作用 7.2.2 随机车流作用 7.3 概率统计分析 7.3.1 随机过程特征 7.3.2 基于Rice公式的荷载效应极值预测 7.4 动力可靠度分析 7.4.1 首超可靠度计算 7.4.2 参数分析 7.5 本章小结 参考文献 第八章 公路钢桥疲劳损伤概率模型 8.1 车载下钢桥疲劳损伤数学模型 8.1.1 钢桥疲劳损伤分析方法 8.1.2 S—N曲线与线性累积损伤准则 8.1.3 疲劳应力提取方法 8.2 疲劳强度曲线 8.2.1 英国BS5400规范 8.2.2 美国AASHTO规范 8.2.3 欧洲Eurocode3规范 8.2.4 中国铁路钢桥设计规范 8.2.5 钢桥面板的S-N曲线 8.3 钢桥疲劳应力数值模拟方法 8.3.1 基于有限元的结构疲劳应力分析方法 8.3.2 一种钢桥疲劳损伤概率建模方法 8.4 工程实例 8.4.1 工程背景 8.4.2 不同车型作用下疲劳应力分析 8.4.3 钢箱梁细节疲劳应力的概率模型 8.4.4 钢箱梁细节疲劳损伤的概率模型 8.4.5 随机车流作用下南溪长江大桥的等效疲劳应力 8.5 本章小结 参考文献 第九章 随机车流下钢桥面板焊接细节疲劳可靠度评估 9.1 车载下钢桥面板细节疲劳可靠度分析基础 9.1.1 功能函数 9.1.2 随机变量的概率特征 9.1.3 可靠指标计算方法 9.2 随机车流下南溪长江大桥钢箱梁的细节疲劳可靠度分析 9.2.1 不考虑交通量和车重增加 9.2.2 仅考虑交通量增长 9.2.3 仅考虑车重增长 9.2.4 考虑预测交通量 9.3 目标可靠指标下钢箱梁细节的疲劳寿命评估 9.3.1 疲劳目标可靠指标的选取 9.3.2 钢箱梁细节疲劳寿命 9.4 本章小结 参考文献