智能算法在橋梁可靠度評(píng)估中的應(yīng)用研究.pdf

1、橋梁安全評(píng)估是橋梁管養(yǎng)重要的手段之一。目前，可靠度理論以其精確、直觀等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。在可靠度求解的眾多方法中，基于專家經(jīng)驗(yàn)的蒙特卡羅法應(yīng)用最為普遍，但其存在效率低，適應(yīng)性差、過度依靠專家經(jīng)驗(yàn)等缺陷。在利用蒙特卡羅法完成國(guó)家公關(guān)項(xiàng)目“橋梁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及可靠度評(píng)估”過程中，該方法得到了較精確的結(jié)果，但同時(shí)其弊端也很突出。為了更加廣泛的工程應(yīng)用，必須提高可靠度評(píng)估的效率。隨著智能算法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等的發(fā)展，利用智能算法建立橋梁可靠度模

2、型成為可能。 本文圍繞智能算法應(yīng)用于橋梁可靠度評(píng)估課題完成了以下相關(guān)工作： 1．建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁可靠度評(píng)估模型。對(duì)大跨度復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋梁中不必構(gòu)建繁瑣的極限狀態(tài)方程，只需在關(guān)鍵位置布置傳感器監(jiān)測(cè)重要參數(shù)，就可以運(yùn)行模型來反映橋梁可靠度情況；同時(shí)，在評(píng)估過程中可根據(jù)橋梁壽命的發(fā)展再次啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，以實(shí)現(xiàn)符合橋梁壽命發(fā)展的可靠度評(píng)估模型建立和動(dòng)態(tài)評(píng)估的效果；針對(duì)不同橋型結(jié)構(gòu)受力的特點(diǎn)，調(diào)整BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層和隱層就可

3、以在不同的橋梁結(jié)構(gòu)中進(jìn)行可靠度評(píng)估，具有一定的通用型。 2．建立基于實(shí)數(shù)編碼遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA-BP)橋梁可靠度評(píng)估模型。利用遺傳算法的容錯(cuò)性、全局最優(yōu)等特點(diǎn)優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)克服BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)易陷入局部最優(yōu)、初始權(quán)值對(duì)收斂速度影響大等缺陷。同時(shí)，由于傳統(tǒng)基于二進(jìn)制編碼的遺傳算法使得樣本信息出現(xiàn)跳躍，導(dǎo)致優(yōu)化結(jié)果出現(xiàn)較大誤差，所以模型中采用了實(shí)數(shù)編碼。從而更精確反映橋梁可靠度。 3．采用PowerBuilder和

4、SQL Server開發(fā)了基于專家經(jīng)驗(yàn)的蒙特卡羅法橋梁可靠度評(píng)估系統(tǒng)。此系統(tǒng)為基于實(shí)數(shù)編碼的遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA-BP)構(gòu)建橋梁可靠度評(píng)估模型進(jìn)行工程化應(yīng)用，提供了可以借鑒的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)手段，為論文工作下一步研究及工程應(yīng)用提供了有利保障。論文最后用馬桑溪大橋的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為樣本應(yīng)用上述模型分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明兩種新評(píng)估方法在效率上比蒙特卡羅法有很大的提高，在精度上能滿足橋梁可靠度評(píng)估工程化應(yīng)用的要求；基于實(shí)數(shù)編碼的遺