橋梁退化預(yù)測模型與最優(yōu)維護管理決策研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)在長期自然環(huán)境和使用條件下逐漸老化、損傷甚至破壞，影響到結(jié)構(gòu)物的使用功能和安全性，因此掌握橋梁的性能狀況，準(zhǔn)確預(yù)測結(jié)構(gòu)的退化趨勢對公路橋梁的維護管理意義重大。本文基于橋梁技術(shù)狀態(tài)指標(biāo)C1和結(jié)構(gòu)可靠度β，建立了鋼筋混凝土梁橋的退化預(yù)測模型，提出了基于遺傳算法的橋梁最優(yōu)維護管理決策，主要做了以下工作： (1)介紹了各種以馬爾可夫鏈為基礎(chǔ)的橋梁結(jié)構(gòu)退化預(yù)測模型的建立及應(yīng)用。分別采用灰色模型、灰色馬爾可夫模型及模糊加權(quán)馬爾可夫模

2、型對一算例進行建模預(yù)測，研究表明模糊加權(quán)馬爾可夫模型可滿足工程要求。進而采用該方法建立了新沙大橋的技術(shù)狀態(tài)指標(biāo)的預(yù)測模型。 (2)將響應(yīng)面法與大型有限元分析軟件ANSYS相結(jié)合的方法，對影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用的裂縫寬度及撓度進行了可靠性分析。編制了確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)方程的計算程序，再結(jié)合JC法，求得其驗算點及可靠指標(biāo)。 (3)根據(jù)相關(guān)文獻提出的鋼筋銹蝕規(guī)律及混凝土強度退化機理，建立了考慮銹蝕鋼筋的截面積和強度的時

3、變模型以及混凝土強度時變模型。將抗力的各隨機變量的時變模型引入響應(yīng)面法的計算程序中，編制了時變可靠度計算程序，對新沙大橋16mT梁進行了跨中橫向裂縫寬度及跨中撓度的時變可靠度分析。 (4)介紹了橋梁結(jié)構(gòu)基于時間、基于性能以及基于時間與性能的維護策略，并推導(dǎo)了相關(guān)計算公式。建立了橋梁結(jié)構(gòu)基于狀態(tài)指標(biāo)和可靠度指標(biāo)的維護模型。 (5)編制了基于遺傳算法的最優(yōu)維護決策程序，計算得到了中山市新沙大橋在壽命周期內(nèi)的最優(yōu)維護管理計劃及