基于壽命周期成本理論的水工結(jié)構(gòu)設(shè)計與維修計劃優(yōu)化.pdf

1、水利工程作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)和社會穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮著巨大經(jīng)濟(jì)和社會效益。為了進(jìn)一步開發(fā)水電能源、實現(xiàn)水資源的合理配置以及完善大江大河防洪減災(zāi)體系，我國還需要修建大批水利水電工程。無論是對已建工程的維護(hù)管理，還是新建工程均需要龐大的社會資金投入。為了有效地利用和節(jié)約社會資金，工程修建及后期維修加固決策階段的成本分析與優(yōu)化是十分必要的。本文將壽命周期成本（LCC）理論應(yīng)用于水利工程設(shè)計與維修管理領(lǐng)域，旨在以結(jié)構(gòu)整個壽命周期內(nèi)的總成本最低為目標(biāo)

2、，對設(shè)計方案和維修計劃進(jìn)行優(yōu)化。本研究主要內(nèi)容如下： ⑴工程領(lǐng)域LCC理論的應(yīng)用及實用分析模型研究。 ⑵提出了以結(jié)構(gòu)可靠度為評價準(zhǔn)則的水工結(jié)構(gòu)劣化評價指標(biāo)體系的建立方法，并首次提出將模糊可拓層次分析方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型用于水工結(jié)構(gòu)的劣化評價。 ⑶結(jié)構(gòu)劣化過程的分析與預(yù)測是LCC優(yōu)化的基礎(chǔ)。由于結(jié)構(gòu)所受外界環(huán)境、荷載及結(jié)構(gòu)材料本身的不確定性，使得劣化過程具有一定的隨機性，因此，本文研究應(yīng)用Markov過程和蒙特卡

3、羅模擬（MCS）方法對水工混凝土結(jié)構(gòu)劣化進(jìn)程進(jìn)行分析和預(yù)測。 ⑷針對水工結(jié)構(gòu)失效概率較小，采用模擬方法求失效概率計算量巨大的問題，首次提出了應(yīng)用馬爾可夫鏈蒙特卡羅（MCMC）和子集（Subset）理論相結(jié)合的水工結(jié)構(gòu)可靠度計算方法。該方法不僅可以模擬任意分布的隨機變量，而且通過抽樣過程的動態(tài)控制，在不降低模擬精度的前提下，可以大大減少隨機變量的抽樣次數(shù)。 ⑸建立了基于LCC分析的水工結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型，并利用粒子群算法（P