基于概率的桥梁劣化模型与维护策略关系

桥梁结构在服役过程中,随着时间的推移,抗力不断降低,其性能逐渐退化.提出桥梁在服役过程中可靠指标的非线性指数劣化模型以及状态指标的非线性劣化模型,能够反映劣化过程中的高次变化规律,结合两种不同的周期预防性维护策略,推导了桥梁服役期间任意时刻可靠度指标与状态指标的计算公式,研究了桥梁可靠度指标与状态指标之间的相互关系.     

既有混凝土桥梁结构的动态可靠性分析

既有混凝土桥梁结构在荷载、环境、材料以及使用时间等因素的影响下,结构的性能会逐步劣化,结构性能的劣化使得结构的实际可靠度比原设计的可靠度降低.而既有结构可靠性指标逐渐下降的过程是一个动态的过程.论述了考虑抗力变化的结构动态可靠度,提出了结构动态可靠度的分析计算方法.此方法简便易行,且形式上能够与现有的结构可靠度分析方法相协调,因而可以作为既有混凝土桥梁结构可靠度分析的参考方法.     

海洋环境下钢筋混凝土桥梁结构的耐久性评估

以海洋环境为背景,从钢筋和混凝土自身的劣化出发,根据Fick扩散定律,推导出沿海环境下钢筋初始锈蚀时间的计算公式.考虑钢筋坑蚀的特点,选择了适合的钢筋劣化模型和混凝土劣化模型,建立了偏心受压结构按承载力极限状态计算的抗力劣化模型,并运用可靠度分析方法对某跨海大桥的墩柱进行了耐久性评估.     

海洋环境下钢筋混凝土桥梁结构的耐久性评估

以海洋环境为背景,从钢筋和混凝土自身的劣化出发,根据Fick扩散定律,推导出沿海环境下钢筋初始锈蚀时间的计算公式.考虑钢筋坑蚀的特点,选择了适合的钢筋劣化模型和混凝土劣化模型,建立了偏心受压结构按承载力极限状态计算的抗力劣化模型,并运用可靠度分析方法对某跨海大桥的墩柱进行了耐久性评估.     

桥梁健康状态评估中基于能量储备确定层次分析法底层指标权重的研究

针对桥梁结构健康状态评估中,利用层次分析法确定底层指标权重过程中人为主观因素影响过大,结果偏离实际的现状。基于能量储备,通过实桥荷载试验,确定了底层指标权重大小,并以挠度指标为监测对象,进行了健康状态评估,评估结果与服役状态吻合,可为桥梁评估提供参考和依据。     

服役RC梁桥CFRP板加固后的动态可靠度分析

建立起服役(RC)钢筋混凝土梁桥在(CFRP)碳纤维板加固前后正常使用状态下荷载效应的均值和标准差模型;采用模糊当量法将服役RC梁桥在正常使用极限状态的挠度当量转换为在一定区间内的均匀分布函数;在此基础上建立了服役RC梁桥在CFRP板加固后的正常使用极限状态方程。结合某座加固实体工程,采用JC验算点法计算了该桥在正常使用极限状态下,加固完成时及加固后的动态可靠度指标,得到了加固完成时可靠度指标的提高量及加固完成后可靠度指标的变化规律。研究发现:用CFRP板加固现有梁桥后,1号梁仍不能满足正常使用要求,2号梁在加固后服役30年后仍不能满足正常使用要求,说明目前采取碳纤维板加固桥梁在正常使用能力可靠性方面仍有所欠缺。     

既有钢筋混凝土梁桥的承载力可靠度分析

承载力可靠度是反映既有钢筋混凝土梁桥安全性的重要指标．对于既有钢筋混凝土梁桥,其材料强度和结构尺寸可以通过现场检测获得,同时,在桥梁服役期间内,桥梁已经承受了某一水平荷载的验证,并且桥梁各主要失效模式问存在相关性．综合考虑多种因素,建立了既有钢筋混凝土梁桥承载力可靠度分析的模型和方法,并应用于一座跨径为19．5m的5片简支梁桥的承载力可靠度评估中．     

考虑非线性累积损伤的大跨多荷载桥梁的疲劳可靠度评估

针对大跨多荷载桥梁疲劳损伤累积非线性过程中的大量不确定性,对火车、汽车与风荷载作用下的大跨悬索桥,利用连续损伤模型提出了一个疲劳可靠度评估方法.首先,在连续损伤模型基础上,对模型参数进行分析;然后,根据工程应用的需要,适当简化疲劳模型,在连续损伤模型中引入合适的随机变量,定义疲劳可靠度分析的极限状态函数,假定多种未来可能的交通荷载和荷载增长模式,利用蒙特卡洛方法产生随机变量并计算失效概率;最后以香港青马大桥为例,讨论了该桥在不同荷载状况下使用120年后的疲劳失效概率.研究发现:若保持当前的交通状态,桥梁可保持良好状况,但未来交通荷载的快速增长会导致结构提前失效.      

超载对RC梁桥疲劳可靠性的影响分析

基于传统的用于疲劳可靠性分析的累积损伤模型和英国BS5400规范中标准疲劳车,以某钢筋混凝土梁桥为背景,研究了车辆超载对钢筋混凝土梁桥疲劳可靠度的影响和车辆超载与交通量增长同时作用下该钢筋混凝土梁桥疲劳可靠度的时变规律。研究结果表明：在相同的使用寿命情况下,超载水平越高,细节的疲劳可靠度指标越低,发生疲劳失效的概率相应也越大;同时考虑超载与交通量增长将大大缩短桥梁的疲劳寿命。与只考虑超载情况相比,服役后期细节的疲劳可靠度指标将急剧减小,桥梁在设计基准期内发生疲劳破坏的风险将显著增加。     

时变可靠度理论下梁桥安全性评估方法研究

运用在役桥梁结构时变修正参数,建立适用桥梁安全性评估的结构实际承载力计算模型、实际刚度计算模型和时变可靠度计算模型,提出桥梁结构安全评估参数,通过桥梁结构算例的模拟分析,结合评估参数与计算桥梁服役时间之间的关系进行公式拟合,以便用于梁桥的安全性评估。结果表明:采用时变可靠度理论下梁桥评估方法计算桥梁的实际抗弯承载力、实际抗剪承载力、实际抗弯刚度和实际可靠性指标,推定结果与检查结构结果做到较好吻合,验证钢筋混凝土梁桥承载安全性评估方法的有效性。该方法为桥梁安全性评估提供了参考。     

服役公路桥梁的时变可靠指标计算

为了对服役结构的可靠性进行正确评估,必须考虑时间变化的影响,将结构服役时间离散为若干个时间点,利用各个时间点上随机的结构抗力和荷载效应,给出服役结构时变可靠指标简化计算公式,分析抗力衰减模式、可变荷载增加大趋势以及服役时间对可靠指标的影响。分析结果表明:在结构抗力和荷载效应保持不变情况下,随着服役时间的增长,结构的可靠指标降低,结构可靠指标的变化规律因抗力衰减模式和荷载增大趋势的不同而有差异。     

缺损钢筋混凝土梁桥模糊可靠性评价模型

结合模糊评价理论、层次分析法以及概率可靠度方法,建立了钢筋混凝土梁桥缺损状况模糊可靠性评价模型。通过建立模糊评价集,确定项目层、指标层模糊评价因素集和模糊评价因素权重集,构造概率型判断矩阵,经加权平均值法计算,得到梁桥缺损状况模糊评判得分,以目标可靠指标和最低可靠指标为界,将模糊评判得分转换为模糊可靠指标,实现在役梁桥缺损状况的模糊可靠性评价。采用该方法对一座使用25年的多跨简支钢筋混凝土梁桥进行评价,得到模糊可靠指标为3．769,满足最低可靠指标要求,与桥梁实际状况相符,表明该方法可行。     

桥梁技术状况预测的灰色马尔可夫链模型研究

提出将灰色马尔可夫链用于桥梁的技术状况预测中,以解决传统的回归分析模型无法考虑不确定因素对结构技术状况的影响和概率型模型对单一桥梁预测的局限性问题,提出了将灰色模型GM(1,1)与马尔可夫链有机结合起来,利用二者的优点充分考虑了桥梁技术状况的整体趋势和局部波动情况,最大限度地利用历史信息.通过对国外某桥的技术状况进行预测分析并与传统的预测方法进行对比,证实了该模型的预测精度.     

Proactive Approach for Production and Condition-Based Maintenance Integration Problem in a Deteriorating System

A proactive approach is constructed to cope with the integrated problem of batch production and maintenance in a deteriorating system. The condition of the system is modeled by a proportional hazards model(PHM) which considers both system deterioration state and usage. The deterioration state of system is uncertain and is only observed between batches. An integration model for optimizing production plan and conditionbased maintenance(CBM) policy is proposed, in which the maintenance threshold and production quantity are proactively decided simultaneously. To obtain a robust solution with minimal cost over the planning horizon, a simulation-based iterative algorithm is developed to solve the complicated non-linear model. Numerical results show that the performance of the developed approach is satisfactory under uncertainty.     

基于风险管理的桥梁维护策略多目标优化方法

以最优化桥梁构件可靠度指标、维护费用和桥梁的日平均交通量为目标,考虑各个目标的权重系数,采用多目标最优指标（MOI）．且基于帕累托最优理论和折衷规划法而建立的桥梁维护策略多目标优化方法,经实例证明可为基于维护目的而进行桥梁最优排序提供一个实用而有效的途径。     

既有钢筋混凝土梁时变可靠度计算模型

分析了目前既有结构时变可靠度计算理论和现行规范计算公式,考虑混凝土损伤和钢筋锈蚀以及材料强度随时间劣化的情况,建立了既有钢筋混凝土梁(单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面)的时变抗力计算模型,给出了既有钢筋混凝土梁的时变可靠度指标,并通过工程实例对既有钢筋混凝土梁进行了加固前计算分析.结果表明:实例结构动态可靠度指标为1.56,承载能力属于d级,这与现行可靠性鉴定标准的评级相吻合,因此,计算模型合理可靠.     

钢管混凝土拱桥安全评估方法研究及系统开发

针对现有养护规范中桥梁评估部分部件划分不全、权重计算粗糙等缺陷,建立了钢管混凝土拱桥递阶层次模型,并运用基于指数标度的层次分析法计算了部件权重;将部件的设计承载能力与缺损状况作为安全评估指标,结合结构层次分析模型与部件权重,建立了完善的钢管混凝土拱桥安全评估指标体系;运用Visual Basic语言开发了钢管混凝土拱桥...     

桥头跳车防治措施分析

在对桥头跳车病害成因分析的基础上 ,对当前各种桥头跳车的预防措施进行了较为详细的论述 ,并对桥头跳车的养护判定标准和养护目标限值进行了讨论 ,对桥头跳车的养护方法提出了建议 .