大跨度桥梁施工期风险分析方法研究

摘要

结合当前工程风险分析、桥梁结构分析、结构可靠度分析的最新进展，从适用于工程实际及科研创新的角度出发，本文重点对桥梁工程施工期风险分析实用方法体系进行了研究。主要研究内容如下： 1.针对传统的层次分析方法不易满足一致性的特点，提出了传统层次分析方法与模糊数学理论相结合的模糊层次分析方法，完成对桥梁工程在施工建造期间典型风险事态的失效模式及导致失效的主要因素的识别，该方法充分发挥人脑善于判断的优势，同时也简化了计算过程。 2.针对随机遍历方法进行样本点设计无法兼顾样本点的数量和质量问题，提出使用均匀分析方法进行样本点设计，使设计后的样本满足致密性、遍历性和相容性的要求。该方法简单实用，计算效率高。 3.为获得复杂结构极限状态方程的显式化方程，提出了极限状态方程显式化方法。通过实例验证表明该方法准确可靠，具有广泛的适用性和可接受性。 4.桥梁工程结构失效概率计算中，针对桥梁工程施工期间的结构特点和非显式功能函数失效概率的求解问题，提出UD-FEM-NN-SORM综合分析方法。该方法将人工智能技术应用于风险概率估计中，避免了传统响应面法的精度问题和随机模拟方法计算量大的弊端，提高了风险概率估计准确性和计算效率。 5.开展风险损失进行研究。为合理地反映风险后果的内容和大小，建立起桥梁工程施工期失效损失值数学模型。 6.根据“经济、技术和安全间平衡”原则确定了施工期桥梁风险评价标准，实现对施工中桥梁风险做出合理的评价。 7.编制了桥梁施工期风险评估软件BRE2006，软件基于MATLAB平台，操作方便，界面友好，兼容了定量风险评估方法和半定量风险评估方法，具有很强的实用性和灵活性。 8.利用本文所建立的风险评估方法和开发的软件系统，分别对义乌江大桥和嘉绍跨江大桥进行了施工期风险评估，说明了所建立的风险评估方法和开发的软件系统的实用性与有效性，为今后在桥梁工程施工期风险评估中推广该方法与软件奠定了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2桥梁工程施工风险评估的研究现状和研究必要性

1.2.1风险评估理论在工程领域研究现状

1.2.2风险评估理论在桥梁工程领域研究现状

1.2.3大跨度桥梁施工期风险评估理论与方法研究的必要性

1.3存在的问题

1.3.1风险识别方面

1.3.2风险概率估计方面

1.3.3风险后果估计方面

1.3.4风险评价标准方面

1.3.5软件方面

1.4课题背景与研究内容

1.4.1课题背景

1.4.2本文的研究内容及创新之处

15本章小结

第2章大跨度桥梁施工期风险识别方法

2.1 前言

2.2风险源动态数据库的建立

2.3基于模糊层次分析方法的桥梁工程风险因素识别

2.3.1模糊层次分析方法

2.3.2模糊层次分析方法风险识别流程

2.4示例

2.5本章小结

第3章大跨度桥梁结构风险概率综合分析方法

3.1 前言

3.2 BP神经网络

3.2.1 BP神经网络模型

3.2.2 BP网络学习算法

3.2.3 BP网络参数设置

3.2.4学习样本的预处理

3.3样本点的设计——均匀设计法

3.4结构极限状态方程的建立

3.4.1显式极限状态方程的构造方法

3.4.2极限状态方程的显式化过程

3.5结构失效概率的求解

3.6施工期桥梁结构风险概率分析方法实现

3.7示例与比较

3.7.1算例1：多层框架结构失效概率分析

3.7.2算例2：2杆平面桁架结构位移失效概率分析

3.7.3算例3：非线性悬臂梁

3.8本章小结

第4章大跨度桥梁施工期风险估计及风险评价方法

4.1前言

4.2基于专家调查的风险概率估计

4.3桥梁工程风险损失估计方法研究

4.4风险度计算

4.4.1风险定义法

4.4.2模糊综合评判法

4.5风险评价标准

4.5.1定性风险评价

4.5.2定量风险评价

4.6本章小结

第5章分析软件开发及程序验证

5.1 前言

5.2 BRE2006系统框架结构及系统模型

5.2.1 BRE2006系统结构

5.2.2 BRE2006技术路线

5.3软件的界面与编程技术简介

5.4 BRE2006主要功能模块和特点

5.4.1风险识别模块

5.4.2风险概率估计模块

5.4.3风险后果估计模块

5.5 本章小结

第6章工程示例

6.1义乌江大桥施工期上部结构风险评估示例

6.1.1工程概况

6.1.2风险识别

6.1.3风险概率分析

6.1.4后果估计及风险值计算

6.1.5风险平价

6.1.6风险控制措施

6.2嘉绍跨江大桥施工期风险模糊综合评估示例

6.2.1工程概况

6.2.2工程质量风险

6.2.3施工工期风险

6.2.4栈桥施工风险

6.2.5主航道桥施工技术风险

6.3本章小结

第7章结论

7.1总结

7.2进一步研究的设想及建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果