郭平

【摘要】大型实际结构的功能函数往往不能明确表达，针对这一情况，运用均匀设计方法产生具有有效性的样本集，结合神经网络能以任意精度逼近极限状态函数的特点，再引用一次二阶矩方法等基本求解方法与MIDAS的有限分析功能相结合，基于MATLAB软件编制可靠度分析程序，对地锚式悬索桥进行静力可靠度分析。

【关键词】神经网络；可靠度计算；悬索桥

引言

悬索桥作为一种缆索承重的结构，20世纪后期，桥梁工程取得了很大的技术进步，人们也开展了许多基于确定性结构参数的静力问题的研究。然而，在实际中，结构参数中存在着大量不确定性，悬索桥结构的受力状态及可靠性会受这些参数的影响，这些问题的解决需要借助基于可靠度的分析方法。蒙特卡罗法能够应用于大型复杂结构系统，但是计算量非常大，消耗大量的有限元分析时间。

近年来，神经网络技术由于具有良好的学习能力和推理能力，适合处理对大量数据进行分析、建立复杂的非线性映射等问题，已逐渐运用于各领域。本文引用前人的研究成果，将BP神经网络技术运用到悬索桥结构可靠度分析中，作为结构可靠性分析的一种参考方法。

1 BP神经网络

单层BP神经网络如图 1所示，图中为输入信号，表征各个信息对神经元刺激的强弱，或称之为权值，为神经元的阈值，是神经元的输出信号，其表达式为：

（1）

式中，为激活函数，表示神经元的输入-输出关系。

常用的传递函数，有线性函数、对数S型函数、双曲正切S型函数。……