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基于路网交通量信息的中小跨桥梁状态评估
| 论文题名： | 基于路网交通量信息的中小跨桥梁状态评估 |
| 关键词： | 状态评估;路网交通量信息;雨流算法;灰色马尔科夫链;中小跨桥梁 |
| 摘要： | 随着我国经济事业的蓬勃发展,交通事业尤其是公路交通的建设也日渐完善,但伴随交通量和车辆轴重的不断增加,公路桥梁的退化情况也越来越严重。为了避免桥梁损伤加剧进而引起事故的发生,对桥梁技术状态的评估和未来状态的预测就显得尤为重要。文章首先研究了现代桥梁状态评估的现状,但大多数桥梁对未来疲劳退化状况没有研究。所以本文先分别介绍灰色理论和马尔科夫理论,再结合这两种理论理论运用于桥梁未来状态的预测。 文中首先研究了桥梁的疲劳退化模型。从桥梁的材料——混凝土和钢筋入手研究桥梁的疲劳退化机理,得出两种材料的疲劳特性。通过理论学习研究得出混凝土材料的疲劳性能很好,只有在很严重的超载情况下才发生疲劳破坏。主要疲劳断裂发生在钢筋上,通过理论研究,得出钢筋疲劳修正后的S-N曲线。通过以路网交通量和桥梁信息为基础来建立桥梁退化模型,进而反映桥梁的技术状态。通过对桥梁交通量的信息来分析桥梁正常运行状态下的荷载情况,运用有限元工具来模拟其荷载在桥梁实际工作中的应力时间历程,再以雨流算法通过分析这一应力历程,根据Miner累计线性损伤理论算得桥梁的疲劳损伤程度,从而分析出桥梁现在的技术状态。通过结果数据看出由于交通量趋于减少,原有的公路桥梁每年的损伤情况也相对较小,但是不能忽略其服役以来其累计疲劳损伤情况。本文在最后引入灰色马尔科夫链对桥梁的技术状态进行预测。通过对历年已有的交通量分析出的桥梁退化情况,结合灰色理论的预测模型,得出灰色预测曲线,得到了桥梁疲劳退化的整体趋势,再结合马尔科夫链的预测方法,计算出状态转移概率,可以更加精确模拟桥梁未来状态的波动情况,最后结合两种理论得出了未来几年的桥梁损伤度变化情况,从而为将来该地区桥梁的养护工作提供富有价值的指导和依据。通过预测结果可以看出其变化趋势与实际变化趋势相符,呈现逐年减少的情况,验证了预测的准确性。 |
| 作者： | 张琦 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈小佳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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