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桥梁退化预测模型与最优维护管理决策研究
| 论文题名： | 桥梁退化预测模型与最优维护管理决策研究 |
| 关键词： | 桥梁退化;状态预测;最优维护策略;响应面法;时变可靠度 |
| 摘要： | 桥梁结构在长期自然环境和使用条件下逐渐老化、损伤甚至破坏，影响到结构物的使用功能和安全性，因此掌握桥梁的性能状况，准确预测结构的退化趋势对公路桥梁的维护管理意义重大。本文基于桥梁技术状态指标C1和结构可靠度β，建立了钢筋混凝土梁桥的退化预测模型，提出了基于遗传算法的桥梁最优维护管理决策，主要做了以下工作： (1)介绍了各种以马尔可夫链为基础的桥梁结构退化预测模型的建立及应用。分别采用灰色模型、灰色马尔可夫模型及模糊加权马尔可夫模型对一算例进行建模预测，研究表明模糊加权马尔可夫模型可满足工程要求。进而采用该方法建立了新沙大桥的技术状态指标的预测模型。 (2)将响应面法与大型有限元分析软件ANSYS相结合的方法，对影响结构构件正常使用的裂缝宽度及挠度进行了可靠性分析。编制了确定结构构件正常使用极限状态方程的计算程序，再结合JC法，求得其验算点及可靠指标。 (3)根据相关文献提出的钢筋锈蚀规律及混凝土强度退化机理，建立了考虑锈蚀钢筋的截面积和强度的时变模型以及混凝土强度时变模型。将抗力的各随机变量的时变模型引入响应面法的计算程序中，编制了时变可靠度计算程序，对新沙大桥16mT梁进行了跨中横向裂缝宽度及跨中挠度的时变可靠度分析。 (4)介绍了桥梁结构基于时间、基于性能以及基于时间与性能的维护策略，并推导了相关计算公式。建立了桥梁结构基于状态指标和可靠度指标的维护模型。 (5)编制了基于遗传算法的最优维护决策程序，计算得到了中山市新沙大桥在寿命周期内的最优维护管理计划及其维护成本。从成本角度出发，将其与基于时间、基于性能及基于时间和性能综合的维护策略进行了对比分析。 |
| 作者： | 李健 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 晏班夫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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