橋梁性能與維護策略及成本關系研究.pdf

1、本文研究了橋梁性能與維護策略及成本關系。 橋梁結(jié)構全壽命設計是針對目前在役橋梁性能日益退化加重、壽命周期維護成本過高而提出的一種全新的設計理念。旨在使橋梁結(jié)構的服務水平－性能－成本在壽命周期內(nèi)達到最優(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策略及成本之間的相互關系，主要做了以下幾方面工作： （1）研究了橋梁抗力與荷載效應的隨機過程模型，建立了基于動態(tài)可靠度的橋梁極限狀

2、態(tài)方程，利用蒙特卡羅隨機模擬的方法對橋梁的可靠性進行不確定性分析。同時利用此方法對國內(nèi)首座基于全壽命設計理念的試驗橋進行動態(tài)性能對比分析，得出全壽命設計在一定程度上提高了橋梁的耐久性能，降低了維護成本。 （2）建立了基于概率的橋梁性能可靠指標指數(shù)劣化模型和狀態(tài)指標的二次非線性劣化模型，結(jié)合預防性的維護策略模型，推導了橋梁在壽命周期內(nèi)任意時刻可靠指標與狀態(tài)指標的公式。 （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的概率分布。建立了計算橋梁維護成本的確定性維護成本和概率性維護成本公式。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的線性劣化模型進行了對比分析。 （4）編制了基于多目標的橋梁維護決策計算程序，同時結(jié)合七種維護策略分析了橋梁壽命周期內(nèi)的性能指標變化規(guī)