桥梁结构作为公路交通的重要组成部分,其可靠性关系到车辆以及行人的安全。然而在桥梁可靠性分析时,由于结构自身构造及作用荷载的复杂性,其功能函数往往为高度非线性的隐式函数,用传统的可靠度求解方法计算量大,求解过程繁杂。同时在分析桥梁结构体系可靠度时,大多数研究忽略或简化了失效模式之间的相关性,致使结果存在较大偏差。故针对以上现状问题,引入一种科学的替代模型将隐式功能函数显示化,合理考虑失效模式之间的相关性求解桥梁结构可靠度,使其更适用于工程结构的需要,具有重要的实际意义。本文以湖北黄石市富水河大桥为工程背景,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法对桥梁结构施工阶段以及正常使用阶段的可靠度进行了计算分析;利用Copula理论考虑桥梁结构失效模式之间的相关性,得到了桥梁体系可靠度;并对影响桥梁结构可靠度的众多参数进行了敏感性分析,控制重点参数以确保桥梁在正常使用阶段能够达到目标可靠度。主要的研究内容包括:(1)采用MATLAB编制基于SVM的结构可靠度计算程序。讨论模型参数和样本数目对支持向量机分类模型拟合效果的影响;以两个函数算例进行可靠度求解分析,与响应面法、蒙特卡洛法以及一次二阶矩法等进行对比分析,验证该方法在可靠度研究中的准确性和可行性。(2)基于SVM分析桥梁施工阶段和正常使用阶段的可靠度。对桥梁采用的C50混凝土进行试验,拟合出桥梁实际施工过程中材料弹性模量的时变规律;采用MIDAS/Civil软件建立连续刚构桥悬臂施工阶段和正常使用阶段的有限元模型;基于所求SVM模型,结合蒙特卡洛法迭代计算施工阶段中不同挠度偏差容许值情况下的标高控制可靠度以及正常使用阶段中的桥梁结构可靠度。(3)采用Copula理论分析失效模式相关性。对二元串联系统以及二元并联系统建立结构体系失效概率的Copula模型;通过单层单跨弹塑性框架算例来验证Copula函数模型求解结构可靠度的合理性及必要性,为后文考虑失效模式相关性的桥梁体系可靠度计算奠定基础。(4)基于Copula模型考虑桥梁结构失效模式相关性,计算分析结构体系可靠度。将该连续刚构桥的结构体系划分为若干个子系统,根据各子系统功能函数值散点图以及二元频率直方图特征选取对应Copula函数;采用半参数估计方法得到函数模型中的相关参数,以平方欧式距离为评定标准选取最优Copula函数模型;根据最优Copula模型计算各子系统的失效概率,进而得到考虑失效模式相关性的桥梁结构体系可靠度。(5)对该连续刚构桥正常使用阶段可靠度相关变量进行敏感性分析。将随机变量的均值以及标准差按照5%增减变化,判断出对桥梁结构可靠性影响较大的参数,以此作为桥梁设计、施工和结构优化的重点控制参数。