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中小跨径混凝土梁桥退化预测和维护策略研究
| 论文题名： | 中小跨径混凝土梁桥退化预测和维护策略研究 |
| 关键词： | 混凝土梁桥;退化预测;桥梁维护;马尔可夫链;状态转移矩阵 |
| 摘要： | 在路网中，存在大量的中小跨径桥梁，其中又以混凝土梁桥数量居多。桥梁建成服役后，长期曝露于自然环境中，加之受到交通量增大、车辆超载等不利因素影响，会导致桥梁出现各种病害和损伤，影响正常运营。因此，桥梁维护管理受到广泛关注，不少国家和地区相继开发了桥梁管理系统，退化预测和维护策略功能模块是桥梁管理系统的重要组成部分。本文统计分析了宁波地区中小跨径混凝土梁桥的典型病害，然后对其退化和维护策略进行了重点研究。 首先，以马尔可夫链为基础，对项目级和路网级中小跨径混凝土梁桥进行了退化预测。对路网级桥梁进行退化预测时，本文提出了两个求解状态转移概率矩阵的优化模型。结果表明:本文优化模型可以充分利用桥梁检测数据，求得的状态转移矩阵在对路网级桥梁进行退化预测时精度较高。 其次，研究了桥梁寿命周期成本的组成和计算模型。以桥梁在运营期间的寿命周期成本最小为目标函数，以维护措施和维护时间为自变量，分别以可靠指标、状态指标以及两者组合为约束条件，建立了项目级中小跨径混凝土梁桥的维护策略优化模型。利用Matlab编写了基于遗传优化算法的求解优化模型的程序。结果表明:基于可靠指标的最优维护策略的维护次数最少，基于状态指标的最优维护策略的累积维护成本最低，基于可靠指标与状态指标的最优维护策略的累积维护成本最高且维护次数也最多。 最后，对路网级中小跨径混凝土梁桥的维护优先级进行了研究。在维护资金有限的情况下，基于桥梁定期检查数据，结合粒子群优化算法和综合评价法确定路网级桥梁的维护排序。利用本文方法对宁波市某区域55座中小跨径混凝土梁桥进行了优先级分析。结果表明:该方法简单可行，对桥梁维护管理具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 时笑鹏 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杜进生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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