多随机变量下的架空直立式码头桩基可靠度分析

郑涛+何欢

【摘 要】 为分析受多随机变量影响的架空直立式码头桩基可靠度，以重庆某架空直立式码头为例，利用有限元软件ANSYS建立架空直立式码头结构三维空间模型，将荷载、材料物理性能及计算模式作为随机变量，采用非线性加权响应面法拟合响应面函数，以替代极限状态功能函数，并应用当量正态化（JC）法求解桩基的可靠度指标。结果表明，前排桩的可靠度指标为8.897 5，与工程设计时考虑作用分项系数相吻合。

【关键词】 架空直立式码头；可靠度；桩基；响应面分析；撞击力

在三峡大坝蓄水后，库区水文条件发生了很大的变化，水位变幅大成为库区码头所需要解决的首要问题。架空直立式码头机械化程度高、吞吐量大，同时能很好地适应库区的大水位差特点，因此逐渐成为长江上游的主要码头结构形式。对于架空直立式码头结构的研究，庹莜葭等[1]建立平面有限元模型，将不同水位撞击力作为随机变量，对码头下部结构进行了可靠性分析，得到前排桩基及钢前撑在撞击力作为控制工况时的可靠指标。在实际工程中，码头处于空间受力状态，且其受力状态与计算模式、材料的物理特性等因素相关。因此，有必要建立空间模型，考虑多种随机变量，对架空直立式码头进行可靠度分析。

1 非线性加权响应面法

在通常情况下，架空直立式码头结构会受到多个方向荷载的同时作用，主要荷载包含船舶靠泊撞击力和系缆力、水流力、工艺机械荷载、堆载等，各荷载作用产生多个方向的轴向力、弯矩等力学相应量。……