混凝土桥梁全寿命设计方法和例证

针对传统桥梁设计方法存在后期维护成本过高、维修资源分配不合理和服役期性能缺乏预见性等不足,提出基于寿命成本和性能的混凝土桥梁全寿命设计方法.建立混凝土桥梁全寿命成本模型作为优化目标函数,并将截面尺寸、混凝土强度和服役期维修时机处理作为设计变量,从结构应力、几何参数和材料参数出发构造约束条件,构建了服役期劣化桥梁性能与维护对策的关系模型,从而验证混凝土桥梁全寿命设计方法优化模型和设计流程.研究结果表明:基于全寿命成本和性能的混凝土桥梁全寿命设计方法合理,能够在设计阶段考虑服役期性能、维护方案及维修成本,平衡初始造价和后期维护成本.     

基于全寿命周期抗震性能的桥梁结构维修决策方法研究进展

为了给桥梁维修管理工作提供参考并探索该领域未来的发展方向,综述了目前国内外基于全寿命周期抗震性能的桥梁结构维修决策方法的研究进展。首先,总结了基于地震危险性、地震易损性、结构失效后果的桥梁全寿命周期地震风险评估方法并单独介绍地震危险性与地震易损性分析方法。其次,介绍了常见的桥梁全寿命周期耐久性维护与抗震维修加固方法。随后,讨论了地震引起的桥梁破坏所导致的经济与人员伤亡损失的计算方法、采取特定维修措施的情况下产生的直接与间接维修成本计算方法;并进行了相应的成本效益分析。最后,从风险的角度讨论了桥梁全寿命周期抗震维修决策的相关要点:介绍了桥梁全寿命周期内的基本维修策略,包括根据维修时刻桥梁性能是否达到阈值划分的预防性维修与必要性维修,以及根据维修程度划分的完美维修、非完美维修、最小限度维修;同时也论述了引入多目标优化技术的桥梁全寿命维修决策方法的研究进展。综合分析结果表明:全寿命周期抗震性能指标变化趋势对维修决策的制定具有指导作用,从全寿命周期角度的考量能有效提高项目的成本效益,使得维修决策更为经济合理。引入预防性维修的维修策略能够有效节约维修成本,同时使桥梁全寿命周期风险维持于较低水平。     

桥梁使用寿命预测研究

目前,桥梁设计中对建设期安全、结构强度、初期投入和业主成本较重视,却忽视桥梁结构的使用寿命和全寿命成本及社会成本,存在较大的缺陷和局限性,不符合以人为本的桥梁建设可持续发展要求。造成的直接后果是使用性能差、服务寿命短、全寿命经济性指标差、桥梁维护成本高和社会负面影响大。介绍桥梁使用寿命和寿命周期确定的基本概念和使用寿命预测的研究情况及目前常用的2种使用寿命分布模型,为基于寿命周期成本的桥梁全寿命设计、维护、投资方案决策和桥梁寿命预测提供必要的基础。     

基于全寿命周期的桥梁结构抗震性能评价与设计方法研究进展

为了促进桥梁结构全寿命抗震设计研究在中国的发展,详细论述并总结了基于全寿命周期的桥梁结构抗震性能评价与设计方法在国内外的研究进展,同时建立了其研究体系的基本框架。首先介绍了钢筋混凝土桥梁结构在其全寿命周期内遭受以氯离子腐蚀作用为主的环境作用分析模型的研究成果,在此基础上着重介绍了以桥梁结构地震易损性分析方法为代表的抗震性能评价方法与地震损失成本评估方法的研究进展,最后论述了基于全寿命成本分析的桥梁结构抗震优化设计方法研究现状。研究结果表明：基于全寿命周期的抗震性能评价和设计方法能够合理地解决传统抗震设计方法中未考虑结构抗震性能退化的问题,对于桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。     

基于结构快速检测法的某空心板桥梁安全性评估

桥梁安全性评估的核心为计算桥梁结构现役时的承载力和使用状态控制指标。考虑到其计算影响因素复杂,文中采用修正系数法模拟材料力学性能相应于各影响因子而产生的变化,同时基于梁式桥梁快速检测的结构安全性评估软件,对现役一空心板桥梁的承载力和正常使用状态下的控制指标进行评估,并与其静载试验实测结果进行对比分析,验证梁式桥梁安全性综合评估软件的工程应用价值。     

组合梁混凝土桥面板维修更换影响及预案研究

从桥梁全寿命经济性设计观点出发,提出组合梁混凝土桥面板可更换方案,基于该方案,对桥面板更换过程中桥梁结构的受力以及不同的更换顺序对钢结构的影响进行了研究,从施工操作简单、结构安全性能佳的角度提出了桥面板更换的最优策略,确保大桥在维护特别是桥面板更换时的结构安全,同时保证大桥的百年寿命要求。     

基于随机性的混凝土碳化寿命预测

基于影响混凝土碳化深度的各类因素,提出了混凝土桥梁的碳化时变随机模型。现以混凝土碳化深度达到钢筋表面这一状态作为结构的耐久性失效的极限状态,建立混凝土桥梁碳化程度时变可靠度分析及剩余寿命预测模型,并现以福建一座服役中混凝土桥梁为例,进行碳化可靠度分析和剩余寿命评估。该方法得到的结论对实际桥梁的耐久性评价和桥梁日常维护决策提供了依据。     

全寿命成本分析法在侧风影响下桥梁行车安全决策中的应用

为了顺利进行桥梁行车安全决策,基于全寿命成本分析法的基本原理,采用计算社会成本的方法综合考虑公众安全和社会效益,对侧风影响下桥梁行车安全设计方案的全寿命成本内容进行分析研究,并提出计算其全寿命成本的思路。其中,社会成本的计算主要研究采取管理措施关闭大桥导致的运输成本增加和侧风导致的事故人员伤亡损失,并总结出其考虑资金时间效应的计算模型。最后,以某跨海大桥的行车安全决策问题为例进行示例研究,在研究得到的数据和假定参数的基础上计算出各安全决策方案的全寿命期业主成本和社会成本并进行比较研究,以说明全寿命成本分析法在桥梁行车安全决策中的应用。     

冰冻海域全寿命周期的桥梁结构耐久性关键技术研究

将全寿命周期的结构耐久性理念贯穿设计、施工、运营及维护的全过程.通过耐久性方案的合理设计、施工过程的精细控制、关键参数的在线监测、结构状态的科学评估和大桥管养的有效及时等全寿命周期的过程控制,全面提高青岛海湾大桥的运营效率,实现大桥全寿命周期成本最优配置.通过耐久性在线监测,动态评估结构剩余使用寿命,确定技术可行、经济合理的防腐蚀技术措施,最终建立基于动态数据的桥梁管养技术.     

基于性能劣化分析的钢桥维护策略优化研究

为保证桥梁的安全性与适用性,同时合理控制全寿命期总成本,在桥梁性能劣化分析的基础上,对钢桥维护策略优化的多目标动态优化方法进行研究.用可靠度指标与状态指标表征桥梁性能状态,考虑环境、荷载及材料特性的影响,提出基于损伤累积的桥梁可靠度指标与状态指标劣化模型;以全寿命成本最小为目标、以可靠度指标和状态指标为约束条件,分别建立加固策略及维修策略的优化模型.通过引入改进的Logistic动态粒子群优化算法结合Monte-carlo模拟与"乘大数"的惩罚策略实现多目标优化求解.通过对钢拱梁组合体系的天津海河国泰桥主桥运营期维修加固策略进行优化,证明了该方法的有效性和适用性.     

桥梁全寿命设计有关问题探讨

通过国内外桥梁的使用现状及某大桥主桥的缺陷行为分析,说明桥梁全寿命设计研究的必要性。基于桥梁结构全寿命周期的总体性能最优的设计理念,分析了目前国内外全寿命研究在耐久性、防腐蚀、寿命周期成本分析方法等的主要成果及有关问题。     

基于加固寿命周期成本最小的桥梁维修决策

提出了桥梁维修加固应该像新建桥一样进行寿命周期成本分析,同时提出了加固桥梁的加固寿命周期成本的概念,为加固决策提供了一种决策方法。应用年值成本概念对寿命周期不一样的方案进行比较。     

可靠度劣化模型在桥梁维修决策中的应用

已有桥梁无论是进行改造,还是维修加固,对其进行可靠度鉴定是一项不可缺少的前提工作。研究桥梁结构服役期间的可靠性对于预测桥梁服役寿命,安排合理、经济、科学的维护时间和方案具有重要的指导意义。该文以双线性劣化模型来描述桥梁结构的可靠度退化状态,讨论了关键参数的确定方法,并以东北地区7座钢筋混凝土桥梁为例,分析了该模型在桥梁维修决策中的应用。     

基于可靠度的桥梁结构剩余使用寿命预测方法

按基于某一限值可靠度的方法对既有桥梁结构剩余使用寿命进行了研究，在介绍了相关文献的半经验半理论的预测方法和基于动态可靠度预测方法的基础上，对拟采用维修或加固措施以延长剩余寿命的桥梁，提出了基于体系可靠度并考虑最优维修方案组合的寿命预测方法，并建立了优化数学模型。研究表明：该方法以桥梁的完整使用周期为研究对象，从而确定与安全、经济的维修决策相对应的最优使用寿命，但仍有许多问题需做进一步研究。     

中小桥梁安全性能动态监测与分析系统的研究与开发

桥梁管理部门需要及时了解运营中的桥梁结构的安全性能,并根据实际情况安排桥梁养护、维修、改建等工作,保证桥梁结构的安全使用。中小桥梁安全性能动态监测与分析系统对桥梁进行远程动态监控,并根据采集的监测数据对桥梁的实际安全性能进行评估,为养护单位提供维修加固对策。     

桥梁全寿命管理在上海地区的应用

随着国内外越来越多的特大型桥梁投人运行,如何确保桥梁运行安全受到越来越多人的关注。基于对项目全寿命周期管理的考虑,提出桥梁安全的全寿命管理理念以及基于这一理念在管理体系及设计、施工、运行各阶段责任主体的建议,以上海近年来运用全寿命周期管理理念和用于桥梁建设和养护（尤其是特大桥）的一些有效技术措施为例,以期证明,运用全寿命周期管理方法,可以提高设计、施工、运行和维护各阶段的工作质量,保证桥梁的耐久性和结构安全,促进桥梁建设、养护技术的发展。     

在役桥梁加固经济性指标的确定技术

在获取在役桥梁加固经济性主要影响因素的基础上,利用层次分析法的递推层次结构,构建了最底层、中间层以及最高层的在役桥梁加固经济性评估模型,同时结合权重修正技术和模糊数学理论,最终获得了在役桥梁加固经济性的评估方法.经实践检验,在役桥梁加固经济性评估结果能较好地指导桥梁管养工作者对服役桥梁采取安全、有效、合理的处置决策,具有较好的应用推广价值.     

桥梁结构全寿命成本及分析方法

将全寿命设计理念应用于当前桥梁结构设计领域,并与现有概率极限状态设计理念的结合有助于桥梁设计方案的进一步完善,而全寿命成本分析是开展基于全寿命思想的结构设计的基础。为此,首先分析了桥梁寿命期各阶段对总成本的影响,其次,对桥梁结构全寿命成本构成及各项成本的确定方法进行分析讨论,最终,给出了桥梁结构全寿命成本分析流程。相关内容为基于全寿命思想的桥梁设计理念的初步探索,可为桥梁结构全寿命成本分析提供参考。     

基于频率协整的桥梁结构整体损伤识别方法

以基于物联网的桥梁群全寿命安全监测评估系统研究项目为背景,引入计量经济学中处理非平稳问题的协整概念,统计选取协整余量的控制线,以控制线识别桥梁整体结构是否完好,最后通过算例对本方法的有效性进行验证,该研究成果可为同类桥梁结构整体损伤识别和分析提供参考。     

基于全寿命周期成本分析的桥梁设计研究综述

为系统阐述全寿命周期成本分析的桥梁设计的研究现状,介绍了全寿命周期成本分析的研究背景、基本概念和原理,综述了寿命周期成本分析方法在桥梁结构全寿命设计方案决策的研究现状、关键技术和使用前景.总结国外全寿命周期成本基本理论体系,对全寿命周期成本模型和框架的研究进行了介绍,将两种最具代表性的模型进行了对比.归纳了近年国内桥梁...