三峡库区变动回水段架空直立式码头横向排架结构可靠度分析

摘要

三峡枢纽正常蓄水后,库区回水变动段蓄水期大水深(T≥30m)、汛期大水位变幅(△H≥30m)和大流速(V=3～5m/s)的复杂水文条件使得其上建成的架空直立式码头结构形式有所变化。本文以重庆港果园作业区二期工程为依托,对码头横向排架内各构件在不同荷载工况组合作用下的受力状态与可靠度进行分析,主要完成以下工作:
　　 首先,采用有限元结构计算软件ANSYS对工程结构进行建模,并通过多荷载步求解计算横向排架各构件在不同荷载工况下的力学响应值,为下一步求得最不利荷载工况组合类型与组合值做准备。
　　 其次,利用科学计算软件MATLAB读入ANSYS输出结果,通过编成进行组合运算,得到码头结构分段内主要横向排架各构件的最不利荷载工况组合值,并搜索得出相应的组合类型作为构件可靠度分析的计算工况。
　　 然后,针对架空直立式码头结构受力计算主要通过有限元软件分析完成,从而使得可靠度分析时极限状态方程难以建立显式解析表达式,导致常规的可靠指标求解算法(如JC法等)无法直接使用这一特点,采用响应面法拟合得到在设计验算点附近能够较好代替极限状态方程的响应面函数,根据Jc法的迭代流程通过编程对各构件的可靠指标进行求解。
　　 最后,应用ANSYS的概率设计模块PDS对各构件进行基于响应面的蒙特卡洛抽样分析,从而获得各随机变量的灵敏度,确定其对构件可靠性的影响方式与影响程度。