基于改进小波网络算法的施工期桥梁船撞风险评估模型

摘要

近年来，我国在交通设施建设领域取得的重大突破，作为交通运输的重要载体，桥梁结构不仅在外观上，更在性能上受到关注，其安全性逐步引起人们的重视，而风险安全评估模型也因此得到了广泛应用。本文对小波网络算法进行了研究，并基于此建立桥梁船撞风险评估模型，对桥梁在施工期船撞风险进行安全评定，从而对桥梁的施工管理进行指导。本文主要研究内容如下：
　　第一，选取三组数据样本对小波网络算法进行模拟测试，通过三组数据的模拟结果分析算法中存在的不足。针对算法计算准确性和收敛速度两方面的不足提出了算法的改进，通过三组函数改进前后收敛速度以及模拟结果准确定对比，证明算法的改进具有较好的效果。
　　第二，利用有限元分析模拟船桥碰撞过程，采用ANSYS/LS-DYNA软件模拟3000吨级货船与桥墩碰撞并对结构进行动力响应分析，得到碰撞过程中能量转化以及不同工况下的船桥碰撞的撞击力，得到了撞击力与船舶质量和撞击速度的一般性规律；根据九江大桥南主桥的设计图纸运用MIDAS CIVIL软件建立九江大桥南主桥的有限元模型并对大桥进行了动力特性分析。讨论了不同船舶质量、碰撞速度及撞击角度下桥梁结构的动力响应分析，得到不同工况下桥梁结构的时程响应。
　　第三，以有限元模拟船桥碰撞得到结构响应为真实值，并以此训练小波网络算法，得到结构响应的分布采用最大熵概率密度法对结构进行可靠度分析，得到不同情况下结构的失效概率，结合灰色关联度理论对各因素的影响程度进行判断，为桥梁结构风险评估监测预警提供服务。

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第1章 绪 论

1.1课题背景

1.2施工期桥梁风险分析研究的意义

1.3桥梁船撞风险研究现状

1.4本课题的研究内容

第2章 小波网络算法的改进研究

2.1引言

2.2小波神经网络算法原理

2.3小波网络算法的应用及分析

2.4小波网络算法存在的问题

2.5小波网络算法的改进研究

2.6本章小结

第3章 船桥碰撞力分析

3.1引言

3.2船桥碰撞计算模型的建立

3.3船桥碰撞计算特点

3.4船桥碰撞动力响应分析

3.5本章小结

第4章 桥梁有限元建模分析

4.1引言

4.2九江大桥简介

4.3有限元模型的建立与分析

4.4本章小结

第5章 施工期桥梁船撞风险评估模型

5.1引言

5.2桥梁船撞风险概率分析方法的实现

5.3结构可靠度

5.4灰色关联度分析

5.5本章小结

结论

参考文献

声明

致谢