刘兴旺[1]2013年在《基于全寿命周期理论的桥面板维护方案优化研究》文中研究表明随着交通量、车辆荷载的增加和自然环境的作用，我国近30年来建造的大量公路桥梁中，许多桥梁都有了不同程度的老化，需要维修改造的桥梁越来越多。但是，国家的财力是有限的，因此需要合理地分配使用这些资金，在合适的时间采取合适的方案，从而达到最节约成本的目的。一直以来，国内国外对于桥梁结构的方案优化及其方案对应的维修经济分析进行了大量的研究，获得了一定的成果，但由于这是一个涉及桥梁工程、经济学、计算机分析技术以及优化分析技术等多个领域，相互交叉联系的知识系统，因此目前对桥梁结构的维护方案优化研究尚处于基础性的探索阶段。在此背景下，本文使用寿命周期成本分析理论，在对桥面板的劣化模型提出非线性劣化先劣化延迟再非线性改善的劣化模型的基础上，引入遗传算法对桥面板的维修方案进行优化研究，主要内容如下：（1）对遗传算法的基本理论和方法进行了总结，对比了几种不同的选择、交叉和变异操作的具体形式，分析了遗传算法与其他搜索技术的关系，指出了遗传算法在求解最优化问题方面的优势。（2）研究尝试在桥梁工程上应用工程结构可靠性理论以及寿命周期成本分析理论。（3）研究工程结构在不同维修状态下的劣化模型，并分别讨论了直线型与曲线型劣化模型的优缺点。通过分析现有的劣化模型并验算实际的工程案例，在此基础上提出了非线性劣化先劣化延迟再非线性改善的劣化模型（认为重大维修后可靠度指标在一定时间内近似保持不变），并运用马尔科夫理论证明了非线性劣化先劣化延迟再非线性改善的劣化模型比直线型和直线曲线型模型更符合实际情况。（4）基于寿命周期成本理论和遗传算法，设计了一种适合求解维修方案优化问题的算法。从“只维修”、“只加固”和“加固维修同时考虑”叁种模式进行优化求解，并分别从控制寿命计算最优成本及控制成本计算最优寿命两个方面进行了计算，得出了一些有益的结论。通过实例验证了此方法的合理性和高效性。
任丽超[2]2016年在《基于多属性决策理论桥梁全寿命设计方案的研究》文中认为桥梁全寿命设计(Bridge Life Cycle Design,简称“BLCD”),将桥梁看作一种特殊的商品,把可持续发展的设计理念贯穿整个寿命全过程,追求美观、经济、性能良好、生态环保等多个目标,故BLCD方案决策是个多属性决策问题。近年来,桥梁工程事故频发,造成了不可估量的经济损失和社会影响,运用桥梁全寿命设计理念,建立合理的风险评估体系,可较好地降低事故隐患,而建立科学有效的多目标决策模型,是实现全寿命设计各个目标的基础。论文通过对国内外多属性决策问题的研究现状和存在的问题进行分析,利用模糊数和熵权法的博弈组合赋权法确定指标综合权重,基于隶属度函数和模糊数几何排序法对桥梁工程的项目可行性研究及方案决策优选进行了深入研究,建立了一种适于桥梁全寿命设计的多属性决策模型。针对桥梁工程全寿命设计的各个阶段,从自然风险、人为风险、技术因素及退化风险等方面进行了风险辨识和分析,建立了风险指标评价体系和BLCD风险评估模型。综合专家的主观意见和工程的客观信息,利用叁角模糊AHP和熵权的博弈组合进行风险指标权重的分配和风险排序,有利于风险灾害预警机制的建立,减少或避免桥梁事故的发生,同时为管理单位提供一定的指导。根据隶属度函数和最大隶属度原则,通过桥梁工程风险定级进行可行性研究和分析,对消除或降低桥梁工程潜在的事故风险,具有一定的工程现实意义。通过可行性论证后,论文从经济、美学、生态、性能、维修管养和使用寿命等方面进行了BLCD多目标初步分析,结合AHP层次结构模型和桥梁的具体地理位置、功能、社会等因素,采用专家调查问卷对评价指标进行二次筛选,建立了BLCD指标评价体系和桥梁多目标方案决策模型。基于模糊主观权重和直觉模糊熵理论对组合赋权法进行了研究和改进,加权集结方案的各属性信息,引入模糊数几何排序法进行方案决策,从而确定最佳设计方案,确保桥梁工程多目标的实现。
黄君山, 黄良娟[3]2008年在《结构可靠性在桥梁设计中的应用》文中研究指明20世纪40年代以来,结构可靠性理论有了长足的发展,尤其是许多国家开始研究在结构设计规范中的应用,使结构可靠性理论的应用进入一个新的时期。本文根据文献资料,从结构可靠性理论研究的历史、现状、桥梁结构可靠性理论研究现状、工程结构可靠性发展趋势等方面对桥梁工程结构可靠性理论研究进行了综述。
宋雯雯[4]2008年在《基于可靠性的桥梁工程保险研究》文中研究表明桥梁工程作为交通的枢纽,在国民经济的发展中和人民生活水平的提高中具有重要意义,一旦在意外事故和自然灾害中破坏,会造成很大的经济损失和极为严重的后果。如何保证桥梁工程在灾后的救灾和重建工作中优先得到修复和重建资金至关重要。从发达市场经济的经验来看,保险具有分散风险、经济补偿、转移风险的职能,桥梁工程也必须求助于保险这一经济组织来转嫁其风险。桥梁工程项目风险复杂多变,即使相同结构类型的两个项目也会因为地理位置和施工方案等因素的不同造成风险状况的巨大差异。桥梁工程风险的这种特殊性决定了桥梁工程保险费率厘定的特性:桥梁工程保险费率应根据特定项目的风险大小而定。针对我国目前工程保险费率厘定采用固定费率表,缺乏个性化的风险分析的现状,提出基于结构体系可靠度的工程保险费率厘定方法,创造性地把桥梁结构体系理论与工程风险分析理论相结合用于桥梁工程保险费率的厘定。并且考虑到了结构可靠度的时程效应,从而得到运营阶段的桥梁工程保险费率。论文首先研究桥梁工程体系可靠度的计算方法和工程保险费率厘定的一般原理,在此基础上提出桥梁工程保险个性化费率确定的方法,其次以概率统计的方法确定基本费率来反映桥梁工程风险的“共性”,建立了混凝土梁桥的可靠性模型,通过一定的评价指标综合构件的可靠指标得到体系的可靠指标,再根据桥梁体系的损失期望推导出保险费率厘定公式,最后以实际案例分析验证了该方法的可行性,再进而确认了现行工程保险费率的不合理性。
史冀波[5]2007年在《结构可靠度的反问题在桥梁工程中的应用研究》文中提出随着基于概率统计基础的结构可靠度理论的发展，一方面我们需要通过可靠度理论计算服役期间结构物的可靠度指标，而另一方面，我们经常要根据一个预定或需要的可靠度指标并由其相应的极限状态方程而找到相应的设计参数，传统的正向可靠度理论只能通过试错的方法寻找合适的设计参数，而这种逼近往往是无效的，计算成本也比较大，这就引出了可靠度的反问题。可靠度反问题没有通用的算法，它与反问题本身及其相应正问题的结构有很大关系。要解决好反问题，首先要对于它的正问题有一个清楚的认识，包括理论层次和算法验证方面。本文首先概要介绍了正向结构可靠度的基本理论，从而引出可靠度的反问题，并系统归纳了可靠度反问题在各种不同情况下的详细计算步骤，综合概率统计和数值计算等数学理论采用大型数学软件Matlab编写程序加以验证。在桥梁荷载的研究中，最常选用的有两种概率模型：对于与时间参数无关的永久荷载，一般选用随机变量模型：对于与时间参数有关的可变荷载一般选用随机过程模型。本文以国内外各种调查资料为依据，建立起混凝土桥梁剩余使用寿命预测的荷载模型，在给定结构体系目标可靠度的情况下，以一座装配式简支梁桥为案例，校核其构件抗弯承载力情况，同时对该桥的剩余使用寿命做出预测，并给出了具体计算流程。现役桥梁结构承载力的可靠度评定，以及在旧桥加固决策中如何正确得运用评估理论，是我国桥梁工程界迫切需要解决的课题。通过本文的方法对现役桥梁的抗弯承载力进行评估和校核，从而可以为桥梁结构的加固设计提供理论依据。
黄诚[6]2017年在《基于可靠性的混凝土梁桥结构体系强健性水平评估方法研究》文中研究表明在桥梁安全事故频发的今天,桥梁结构强健性己成为工程界的研究热点,分析桥梁遭受意外作用损毁后剩余结构的力学特性对保证桥梁安全运营具有重要意义。目前我国公路桥梁结构的安全评估准则基于构件层次,将桥梁结构的失效定义为关键构件关键截面的失效。然而,这种评估方式存在以下两方面缺陷,一方面,满足构件设计标准的桥梁可能由于结构构造不合理,系统冗余度不够或缺乏备用荷载传输路径,而发生“成因与后果不相符的破坏”,甚至连续倒塌。另一方面,基于构件层次的设计、评估方法不考虑桥梁结构的系统效应,安全裕度不统一,可能会导致不必要的维修加固,不利于养护资金的合理分配。针对上述问题,本文研究的主要内容和结论包括:(1)开展了结构体系强健性水平评估方法研究。结合现役桥梁的实际情况,分析了桥梁结构体系强健性评估方法的原理及研究应用,指明了随机有限元方法是目前桥梁系统安全评估的最常用的方法。总结了欧美国家在桥梁强健性方面上的研究成果,指出了我国规范在强健性方面的不足以及需改进的地方。(2)研究了公路桥梁上部结构强健性水平的定量化评估方法。以一座跨径20m、由5片主梁组成的预应力混凝土简支T梁桥为例,介绍了桥梁结构系统强健性水平的评估方法与评估流程。运用Midas Civil软件与Xtract截面分析程序对预应力混凝土T梁桥的上部结构进行Pushover非线性分析,得到了桥梁在完好、预应力损失、横隔板失效叁种状况下的荷载挠度关系曲线,并在此基础上对该桥的系统强健性水平进行了评估。(3)建立了桥梁强健性指标和系统可靠性之间的关系式,分析了不同破坏模式的桥梁系统可靠性。提出了一种基于系统因子的可靠性评估方法,该方法建立了基于可靠性的、结构体系层次的旧桥安全评估体系,为桥梁结构的承载力评估提供了统一而非主观性的准则。本文的研究成果为建立体系层次的桥梁结构安全评估体系打下了基础,可为桥梁的养护决策提供依据,实现养护资金的合理分配。
李国芬, 黄学明[7]2006年在《桥梁结构可靠性研究综述》文中指出20世纪40年代以来,结构可靠性理论有了长足的发展,尤其是许多国家开始研究在结构设计规范中的应用,使结构可靠性理论的应用进入一个新的时期。本文根据文献资料,从结构可靠性理论研究的历史、现状、桥梁结构可靠性理论研究现状、工程结构可靠陆发展趋势等方面对桥梁工程结构可靠性理论研究进行了综述。
胡海棠[8]2016年在《非概率可靠性的算法研究及其在梁桥中的应用》文中指出随着可靠性理论的不断发展,基于概率论、数理统计方法来处理工程随机问题的传统可靠性理论在缺少数据信息时有其局限性,数据较小的误差常会导致可靠性计算结果较大误差。而在实际工程中,不确定变量的准确信息常不易获得。非概率可靠性理论可以用集合模型来描述不确定性,在工程中有着更广泛的适用性。桥梁工程作为国民基础设施的一部分,在交通工程中具有不可替代的作用,其可靠性也越来越受人们的重视。梁桥整体性好,适应性强且便于施工,在现有桥梁中应用广泛。随着时间的推移及交通量与日俱增,上世纪80年代修建的梁桥将进入维修或加固期,因此,对梁桥可靠性进行评估很有必要。将非概率可靠性理论运用于梁桥的评估计算分析中已成为一种新的可靠性研究方向。本文简述了可靠度的基本概念,介绍了非概率可靠性的基本理论和计算方法,重点研究非概率响应面法,对响应面法进行改进与简化,提出梁桥的非概率可靠性评估方法,并将其应用于实际梁桥中。本文主要研究内容如下:(1)对非概率可靠性指标求解的几种常用的方法进行比较分析,研究无极限状态方程情况下的非概率响应面法,提出在保证精度条件下减少计算量的改进的非概率响应面法和简化的非概率响应面法。(2)针对梁桥的特点,提出梁桥的非概率可靠性评估方法。详细讲述如何将此方法通过Ansys、Matlab软件转化为数值计算。(3)将改进的非概率响应面法与梁桥的非概率可靠性评估方法结合应用到工程中,对实际梁桥进行非概率可靠性评估,根据得到的可靠性指标对该桥进行加固处理。
黄学明[9]2008年在《基于模糊数学的桥梁结构可靠性理论研究》文中认为桥梁结构可靠性评定及结构可靠性设计,是我国工程界亟待解决的问题,也是国内外学术界和工程界关注的热点问题之一。但是由于桥梁可靠性评估中目标和影响因素的模糊性以及评价模型简单,指标体系不完整,很难对桥梁安全性、适用性、耐久性进行精确的评价。本文针对桥梁可靠性评估中目标和影响因素的多样性、模糊性,利用模糊数学中模糊综合评价方法,将不确定信息用定量的方法表示出来,再借助于模糊运算得到综合评价矩阵;根据综合评价矩阵,确定各级因素域及权重和各级评价向量,结合桥梁结构的具体特点,建立评估模型,利用模糊综合评价对桥梁可靠性进行评定。本文主要完成了以下几方面的工作:一、在借鉴前人研究成果的基础上,系统回顾了结构可靠性理论的发展沿革。介绍了结构可靠性分析的基本概念、原理和基本方法以及结构体系可靠性分析的基本方法。二、比较了现行可靠性分析方法中各自的优缺点、存在的问题和适用范围等,提出基于模糊数学的结构可靠性评价方法和依据。叁、根据桥梁结构在可靠性评价中包含许多模糊性因素的特点,将模糊数学的思想融入到桥梁结构的可靠性评价中,将模糊影响因素尽可能数量化。
高欣[10]2011年在《在役钢管混凝土拱桥吊杆损伤与系统可靠性分析方法》文中研究说明钢管混凝土拱桥作为一种颇具中国特色且在大、中跨桥梁领域具有一定优势的桥型,在我国有着十分广阔的应用前景。但由于钢管混凝土拱桥的历史较短,以致目前国内尚未出台完整的钢管混凝土拱桥设计规范,更无成熟的使用与养护经验可供借鉴,使得在役钢管混凝土拱桥的病害现象十分复杂、桥梁事故时有发生。为了有计划地改善此类桥梁结构的服役状态,确保其安全运营,最大限度地延长桥梁的使用寿命,需要系统地研究钢管混凝土拱桥的主要病害与典型损伤的类型、关键构件的实际受力特征以及主要构件及系统的可靠性分析方法。上述研究不仅是保证我国已建成的叁百余座钢管混凝土拱桥不再发生垮塌等工程事故的需要,也是保证该类具有中国特色的桥型长远发展的需要。故此,针对钢管混凝土拱桥的上述相关问题,本文主要研究了如下内容:(1)研究钢管混凝土拱桥的常见病害及其成因。分析了钢管混凝土拱桥与传统拱桥之间的差异,指出二者在结构体系、材料性能和受力特点叁个方面的差异是导致钢管混凝土拱桥的病害现象、病害特征与检测方法等诸多方面有别于传统拱桥的主要原因。通过整理多座在役钢管混凝土拱桥的检测结果与病害资料,将钢管混凝土拱桥的常见病害划分为主要结构构件的病害、桥面系统的病害及附属结构的病害。进而指出,上部结构病害中的主拱肋内混凝土缺陷、吊杆与系杆的各种常见病害是钢管混凝土拱桥的典型病害,也是本文的主要研究对象。(2)研究吊杆车辆荷载效应随机性的特征以及相应的建模方法。介绍了拱桥吊杆车辆荷载效应健康监测系统。通过分析监测数据,发现吊杆车辆荷载效应具有概率密度函数形状较为复杂等特征。针对在概率密度函数较为复杂的情况下,传统方法无法建立吊杆车辆荷载效应及其极值的概率模型的问题,分别基于非参数统计学与随机过程极值理论,提出了建立吊杆车辆荷载效应概率模型的非参数统计方法和建立车辆荷载效应极值概率模型的方法。工程应用结果显示,上述方法能够很好地解决相关的建模问题。(3)研究吊杆疲劳荷载效应的特征及疲劳累积损伤的计算方法。采用雨流计数法与线性疲劳累积损伤理论,分析了吊杆疲劳荷载效应与疲劳累积损伤的特征。指出较重车辆荷载是导致吊杆疲劳累积损伤的主要荷载,其疲劳应力幅与平均应力具有近似呈线性的特点。并在此基础上,引入车辆荷载效应的概率模型,提出了非监测时段内疲劳累积损伤程度的计算方法和剩余服役期内疲劳累积损伤程度预测方法。(4)研究钢丝损伤的演化规律、吊杆抗力的衰减过程及服役可靠度的计算方法。分析钢丝的损伤演化过程,将其综合为防护失效、均匀腐蚀、裂纹扩展叁个阶段。通过分析钢丝各种损伤的机理,基于损伤力学与断裂力学的基本理论,提出了钢丝名义剩余强度的计算公式。分析了吊杆抗力的衰减过程,进而采用脆性钢丝模型作为吊杆剩余承载能力的计算模型,借鉴纤维束强度计算理论给出了吊杆在抗力衰减各阶段的剩余承载能力的计算方法。将服役构件抗力的不确定性归结为构件损伤的不确定性,提出了改进的服役构件抗力衰减独立增量随机过程模型并将其应用于吊杆。(5)研究钢管混凝土拱桥的系统可靠性分析方法。通过分析现有失效模式搜索方法的优缺点及其在桥梁结构工程中的适用性,提出了适用于桥梁结构的改进的阶段临界强度分枝-约界法,解决了大型桥梁结构主要失效模式搜索的问题。比较了系统可靠度计算的区间估计法、PENT及FORM方法的适用范围,指出区间估计法主要适用于对系统可靠度区间的估计;FORM方法与PENT法分别适合系统的失效模式分组特征不明显和明显两种情况。最终,将上述系统可靠度分析方法应用于某在役钢管混凝土拱桥,分析了拱肋典型病害对钢管混凝土拱桥系统可靠性的影响。结果表明:拱顶位置处的混凝土缺陷对钢管混凝土拱桥系统可靠性的影响不容忽视。
参考文献：
[1]. 基于全寿命周期理论的桥面板维护方案优化研究[D]. 刘兴旺. 河北农业大学. 2013
[2]. 基于多属性决策理论桥梁全寿命设计方案的研究[D]. 任丽超. 太原科技大学. 2016
[3]. 结构可靠性在桥梁设计中的应用[J]. 黄君山, 黄良娟. 科技资讯. 2008
[4]. 基于可靠性的桥梁工程保险研究[D]. 宋雯雯. 湖南大学. 2008
[5]. 结构可靠度的反问题在桥梁工程中的应用研究[D]. 史冀波. 武汉理工大学. 2007
[6]. 基于可靠性的混凝土梁桥结构体系强健性水平评估方法研究[D]. 黄诚. 重庆交通大学. 2017
[7]. 桥梁结构可靠性研究综述[J]. 李国芬, 黄学明. 中国水运(学术版). 2006
[8]. 非概率可靠性的算法研究及其在梁桥中的应用[D]. 胡海棠. 武汉工程大学. 2016
[9]. 基于模糊数学的桥梁结构可靠性理论研究[D]. 黄学明. 南京林业大学. 2008
[10]. 在役钢管混凝土拱桥吊杆损伤与系统可靠性分析方法[D]. 高欣. 哈尔滨工业大学. 2011
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