橋梁性能與維護(hù)策略及成本關(guān)系研究.pdf

1、本文研究了橋梁性能與維護(hù)策略及成本關(guān)系。 橋梁結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計是針對目前在役橋梁性能日益退化加重、壽命周期維護(hù)成本過高而提出的一種全新的設(shè)計理念。旨在使橋梁結(jié)構(gòu)的服務(wù)水平－性能－成本在壽命周期內(nèi)達(dá)到最優(yōu)。 基于此，從橋梁的內(nèi)在性能可靠度和外觀條件狀態(tài)出發(fā)，研究了橋梁在服役過程中其性能與維護(hù)策略及成本之間的相互關(guān)系，主要做了以下幾方面工作： （1）研究了橋梁抗力與荷載效應(yīng)的隨機(jī)過程模型，建立了基于動態(tài)可靠度的橋梁極限狀

2、態(tài)方程，利用蒙特卡羅隨機(jī)模擬的方法對橋梁的可靠性進(jìn)行不確定性分析。同時利用此方法對國內(nèi)首座基于全壽命設(shè)計理念的試驗橋進(jìn)行動態(tài)性能對比分析，得出全壽命設(shè)計在一定程度上提高了橋梁的耐久性能，降低了維護(hù)成本。 （2）建立了基于概率的橋梁性能可靠指標(biāo)指數(shù)劣化模型和狀態(tài)指標(biāo)的二次非線性劣化模型，結(jié)合預(yù)防性的維護(hù)策略模型，推導(dǎo)了橋梁在壽命周期內(nèi)任意時刻可靠指標(biāo)與狀態(tài)指標(biāo)的公式。 （3）結(jié)合國內(nèi)外橋梁數(shù)據(jù)對提出的劣化模型進(jìn)行了分析研究，建

3、立了基于可靠度與條件狀態(tài)的橋梁狀態(tài)分類公式和基本維護(hù)時間的概率公式。模擬了橋梁在壽命周期內(nèi)歸屬于某種狀態(tài)的概率以及每年需要維護(hù)的概率分布。建立了計算橋梁維護(hù)成本的確定性維護(hù)成本和概率性維護(hù)成本公式。同時利用窯背大橋壽命周期的離散可靠度，根據(jù)最小二乘原理，結(jié)合本文提出的指數(shù)劣化模型與Frangopol的線性劣化模型進(jìn)行了對比分析。 （4）編制了基于多目標(biāo)的橋梁維護(hù)決策計算程序，同時結(jié)合七種維護(hù)策略分析了橋梁壽命周期內(nèi)的性能指標(biāo)變化規(guī)