橋梁退化預測模型與最優(yōu)維護管理決策研究.pdf

1、橋梁結構在長期自然環(huán)境和使用條件下逐漸老化、損傷甚至破壞，影響到結構物的使用功能和安全性，因此掌握橋梁的性能狀況，準確預測結構的退化趨勢對公路橋梁的維護管理意義重大。本文基于橋梁技術狀態(tài)指標C1和結構可靠度β，建立了鋼筋混凝土梁橋的退化預測模型，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的橋梁結構退化預測模型的建立及應用。分別采用灰色模型、灰色馬爾可夫模型及模糊加權馬爾可夫模

2、型對一算例進行建模預測，研究表明模糊加權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狀態(tài)指標的預測模型。 (2)將響應面法與大型有限元分析軟件ANSYS相結合的方法，對影響結構構件正常使用的裂縫寬度及撓度進行了可靠性分析。編制了確定結構構件正常使用極限狀態(tài)方程的計算程序，再結合JC法，求得其驗算點及可靠指標。 (3)根據(jù)相關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)介紹了橋梁結構基于時間、基于性能以及基于時間與性能的維護策略，并推導了相關計算公式。建立了橋梁結構基于狀態(tài)指標和可靠度指標的維護模型。 (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