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基于贝叶斯理论的公路桥梁可靠性评估方法研究
| 论文题名： | 基于贝叶斯理论的公路桥梁可靠性评估方法研究 |
| 关键词： | 公路桥梁;可靠性评估;贝叶斯理论;结构参数;极限状态 |
| 摘要： | 随着我国在役桥梁数量的快速增长，尤其是部分桥梁已服役二、三十年以上，进入了病害集中暴露期，引起了桥梁养护资金压力增大。如何科学、客观评估桥梁实际使用状况，并以此为依据合理、优化分配桥梁养护资金成为业内值得关注的问题。基于可靠度理论的精细化评估方法因其能在一定程度上克服桥梁工程师主观因素的影响，能更加真实地反映桥梁结构的客观使用状况，成为了目前桥梁精细化评估的重要发展方向之一。然而目前可靠度评估方法主要是通过先验概率分布和极限状态方程对桥梁结构进行评估，其中先验概率分布往往未考虑桥梁实际检测、监测情况，对于复杂结构极限状态方程也不易获得，使得该评估方法存在一定的局限性。基于此，文中提出了一种基于贝叶斯理论的参数概率分布的修正方法，能有效地将现场实测数据应用于可靠度评估;同时采用响应面法解决复杂结构极限状态方程不易获得的难题。结合两者可以对服役桥梁进行精细化的评估，获取桥梁客观的实际工作状态，进而可以指导相关养护部门对养护资金的合理分配。论文主要研究内容包括: ①梳理总结目前桥梁评估常用的方法，对比分析了各评估方法的适用性，指出本文所提出的评估方法的优越性。进一步讨论了可靠度评估理论的研究现状，针对目前可靠度评估的不足，引出论文所提方法的必要性。 ②基于贝叶斯理论提出了一种桥梁结构参数概率分布的修正方法。论文选择了对混凝土桥梁极限承载能力影响较大的混凝土抗压强度作为修正的变量。通过对贝叶斯理论的研究分析，采用贝叶斯预测的思想，提出了基于贝叶斯理论的桥梁结构参数概率分布的修正方法。 ③针对目前复杂结构极限状态方程不易得到的问题，本文运用响应面法来拟合极限状态方程。极限状态方程构建过程为:通过有限元软件建立桥梁结构的有限元模型，在此基础上对结构参数进行敏感性分析，选出影响较大的三个参数，通过大型统计软件JMP建立中心旋转法设计的试验点工况，并计算在各个工况下结构的极限承载能力，根据所得的结果就可在JMP中拟合出极限状态方程。根据前文通过贝叶斯修正方法修正后的参数概率分布模型，结合得到的极限状态方程对桥梁结构进行可靠度评估。 ④为了验证文中方法的可行性，选取了工程实例来进行验证。结果表明，该方法切实可行，应用性较强，可为桥梁养护部门科学、客观评估桥梁实际使用状况，并以此为依据合理、优化分配桥梁养护资金提供积极有效的技术手段。 |
| 作者： | 徐波建 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张劲泉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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