基于概率模型的橋墩維護(hù)成本優(yōu)化研究.pdf

1、傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)時(shí)一般沒有考慮氯離子腐蝕的影響，而鋼筋混凝土橋梁隨著服役年限增加抗震能力逐漸下降，這將導(dǎo)致維護(hù)成本過(guò)高。將全壽命周期理論引入到橋梁工程等基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)中是國(guó)內(nèi)外科研的普遍關(guān)注課題。全壽命周期理論主要關(guān)注是結(jié)構(gòu)的性能與壽命周期內(nèi)的總成本協(xié)調(diào)關(guān)系。用傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法的混凝土橋梁，使其后期的維護(hù)成本最小化是使結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性達(dá)到優(yōu)化配置的關(guān)鍵。
　　本文主要借助Matlab結(jié)合蒙特卡洛方法編制相關(guān)程序，考慮

2、橋墩在服役期內(nèi)的動(dòng)態(tài)可靠度和狀態(tài)指標(biāo)以及它們與維護(hù)策略的關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）基于Fick第二定律考慮氯離子的擴(kuò)散模型，結(jié)合Monte-Carlo計(jì)算得出鋼筋的初始劣化時(shí)間。建立了設(shè)計(jì)使用年限為100年的最大地震作用效應(yīng)的概率分布模型。結(jié)合動(dòng)態(tài)抗力和壽命周期內(nèi)最大地震作用效應(yīng)，對(duì)實(shí)例進(jìn)行研究，模擬了橋墩的時(shí)變可靠度指標(biāo)變化規(guī)律。
　?。?）建立含有兩個(gè)均勻隨機(jī)參數(shù)的高次非線性可靠度劣化模型，利用實(shí)例的可靠度指標(biāo)

3、，對(duì)比了本文模型、指數(shù)模型、線性模型與其吻合程度。引入了狀態(tài)指標(biāo)定量分析外觀損傷情況并建立了其二次非線性模型。結(jié)合橋墩的性能劣化模型，推導(dǎo)出基于時(shí)間維護(hù)策略下和基于性能維護(hù)策略下任意時(shí)刻橋墩兩個(gè)指標(biāo)的變化公式。建立了計(jì)算維護(hù)成本相關(guān)公式。
　　（3）編制了Matlab程序用于分析單個(gè)維護(hù)活動(dòng)下和組合活動(dòng)下兩個(gè)指標(biāo)的變化規(guī)律及其相應(yīng)成本。研究表明，單個(gè)維護(hù)活動(dòng)下兩個(gè)指標(biāo)很難同時(shí)滿足要求，而組合維護(hù)活動(dòng)下兩個(gè)指標(biāo)雖然均能滿足要求，但是