分析期内不同罩面措施组合对结构优化设计结果的影响

利用已建立的全寿命沥青路面结构行为方程和寿命周期费用分析模型，在考虑不同的设计条件、不同的经济优化目标和分析期内不同的罩面措施组合的基础上，采用现值法进行沥青路面结构厚度优化设计。通过实例重点分析分析期内不同罩面厚度组合对结构厚度优化设计结果的影响。     

寿命周期费用分析在沥青路面罩面厚度选择中的应用

该文利用罩面后沥青路面使用性能衰变模型，通过几种典型罩面厚度下的性能预估和寿命周期费用分析，例示了寿命周期费用分析在旧沥青路面罩面厚度选择中的应用。     

基于全寿命周期的混凝土梁式桥设计探讨

针对桥梁结构典型的碳化腐蚀病症,提出了一种基于桥梁典型失效模式下的结构全寿命周期控制方法,从桥梁腐蚀失效角度对碳化病症全周期的失效概率进行分析,并给出了桥墩全寿命周期的成本控制策略。研究结果表明:钢筋开始锈蚀概率随保护层厚度的增加而降低,随水灰比的下降而下降,当保护层厚度大于45mm,满足全寿命周期内桥墩钢筋设计使用需求;保护层厚度越大,钢筋开裂允许概率越大。随裂缝宽度的减小,保护层严重开裂概率明显上升;在忽略桥梁大型维修和更换成本和社会成本条件下,贴现率0%～1%时,通过在桥墩内钢筋位置涂装环氧树脂能有效降低桥梁全寿命设计成本;贴现率2%～7%时,通过在混凝土表面采用阻隔剂涂层施工工艺能有效降低成本。     

基于寿命周期的高速公路养护决策优化研究

本文基于江苏省高速公路成本最小化、性能效益最大化的养护目标,采用寿命周期费用分析的方法对高速公路单路段多年和多路段多年决策优化方法进行了研究,考虑以交通量、车辙深度、横缝状况指数、平整度IRI、横向力系数SFC和修补率作为决策指标,通过高速公路沥青路面养护决策树和路面性能衰变模型,实现单路段多年决策优化。并以养护公司年度养护预算费用为约束,以寿命周期内路面使用性能指数PQI提升最大为决策目标,对各路段寿命周期内不同的养护方案组合进行优化求解,最终确定了有费用约束和无费用约束下的多路段多年最优方案的求解办法。最后选取某高速公路样本路段进行了寿命周期内的多路段养护决策。     

水稳碎石沥青路面基层最小厚度研究

通过对水泥稳定级配碎石材料进行弯拉疲劳试验,得到了水泥稳定级配碎石的疲劳方程;建立不同结构层厚度下的路面结构模型,分析了水稳碎石基层沥青路面在不同标准轴载作用次数下的结构响应,确定了弯沉和结构疲劳寿命分别控制下的水稳碎石基层最小厚度,面层厚度为5、10、15cm时,基层最小厚度分别为32.3、34.2、36.5cm。基层最小厚度结果表明,面层厚度5cm时,基层最小厚度的有效控制指标为结构层疲劳寿命;面层厚度10、15cm时为弯沉。     

基于偏好序的桥梁结构全寿命抗震设计多目标优化模型

为综合考虑地震作用下结构的经济及性能等因素,将基于偏好序的交互式多目标综合优化决策方法应用于梁式桥梁全寿命抗震性能设计中。以单柱桥墩为例,令全寿命费用最低、强度安全及变形可靠指标最高为设计目标;根据工程经验分别引入考虑位移延性的经济偏好和安全偏好,并建立相应的价值函数,此交互式多目标优化问题的最终解可逐步收敛到与经济或安全偏好序一致的优化区域。研究结果表明:在桥梁全寿命抗震性能设计中,基于偏好序的交互式多目标优化决策模型可同时满足不同设防水准下多个性能目标的要求;较传统多目标优化算法中存在的问题,即优化结果分布广泛致使设计者无从选择,以及目标过多时无法获取全局Pareto前沿,该模型可通过逐步引入设计者偏好序以获得相应的全局最优解;该模型克服了规范算法反复试算和被动校核的缺点,通过指引其解沿当前价值函数的梯度方向主动搜索,最终可获取满足预期费用最低或安全最高偏好序,且兼顾位移延性需求的最终满意解。     

基于时变可靠度的桥梁检测与维修方案优化

介绍了一种桥梁的检测与维修方案的优化方法，并通过具体算例加以说明，最优检测与维修方案在保证桥梁的可靠度指标在全寿命期大于容许限值的基础上，使全寿命期的总费用最小。全寿命期费用包括检测费用、维修费用和失效损失在项。本文采用了一个单跨工形钢梁作为算例，运用上述方法求解了该钢梁在几种不同情况下的最优检测与维修方案，并总结了检测费用、维修费用和失效损失分别对最优检测与维修方案的影响，还指出准确的蜕化模型和费用模型是该方法的关键。     

沥青路面结构及其寿命周期费用的分析

寿命周期费用分析是基于性能的沥青路面全寿命结构设计方法的关键组成部分,文中通过实例对沥青路面全寿命结构中的主要寿命周期费用对路面结构选择的影响程度进行了定量分析,给出了选择路面结构的建议。     

基于响应面法的沥青路面大修结构优化研究

为了提高沥青路面结构大修的经济性能,以沥青路面大修结构厚度、模量为设计参数,路面结构疲劳损坏的弯沉和最大拉应力作为约束条件,同时引入车辙指标,建立了基于响应面法的路面大修结构全寿命周期费用优化模型。该模型根据Plackett-Burman筛选原理进行实验组合设计,借助二阶响应面模型拟合计算结果,得到在寿命周期下费用最低时的大修结构组合,并检验了响应面的拟合精度。     

基于HDM-4的路面养护决策仿真-优化框架研究

在将高速公路发展与管理系统(HDM-4)与基于随机模拟的SFL算法相结合的基础上,提出了一种系统寿命周期费用分析框架,为路面养护管理寻找最优养护策略.根据路网实测历史数据,对HDM-4中最敏感的参数进行本土化校正,定义与不同交通等级和各种初始路面状况相对应的最优养护策略选择集,采用HDM-4进行养护策略的寿命周期费用分析,结合基于随机模拟的SFL算法进行养护策略优化和不确定性分析.通过具体的道路养护案例,详细介绍了分析框架的流程,并证明了其适用性.     

沥青路面最佳罩面厚度的确定

针对目前国内沥青路面罩面设计方法的不足,借助于同济大学对新建和罩面改建后的沥青路面使用性能的研究成果,将寿命周期费用分析引入罩面设计,提出基于性能的沥青路面罩面设计方法。该方法主要包括两部分:一是对于新建路面和使用不久、路况尚好的路面,进行最佳罩面时机和最佳罩面厚度的选择(已在参考文献1中述及);二是对于已需进行罩面的路段,只进行最佳罩面厚度的选择,本文即是针对此情况。文中考虑了寿命周期和一个性能期罩面厚度的优化,给出了几个性能期最佳罩面厚度设计诺谟图。     

基于寿命周期费用分析的沥青路面养护效益评价

为了对比不同高速公路在设计年限内的养护效益,选择安徽省内的庐铜、界阜蚌及芜宣高速,以达到设计轴载次数的年限作为沥青路面寿命周期费用的分析期,采用费用现值法计算3条高速于寿命周期内的总养护费用现值和年平均费用现值。研究结果表明:1随着路面使用时间的增加,处治厚度较深的养护措施的使用比例上升。2养护效益最好的是庐铜高速,说明了交通轴载是影响路面养护效益最显著的因素。     

长寿命沥青路面结构厚度变化时的力学响应分析

长寿命沥青路面是目前国际道路工程界提出的新技术,是沥青路面界的研究热点。在轮载作用下,路面结构层厚度变化时,其力学响应也有很大不同。为此,该文选取合理路面结构与参数取值范围,采用有针对性的网格划分方法,建立了科学的长寿命沥青路面结构力学响应三维有限元分析模型;并以典型长寿命沥青路面结构为对象,分析总结出路面结构层厚度变化时长寿命沥青路面力学响应的变化趋势,为长寿命沥青路面的实践、设计理论与设计方法的研究提供了理论参考。     

混凝土桥面维修的全寿命分析方法及其在美国威斯康星州的应用

该文研究了混凝土桥面的全寿命维修决策方法,结合实例探讨了该方法在美国威斯康星州的具体应用,讨论了影响维修措施服务寿命的相关因素,研究了桥面状态指标S和Pontis桥梁管理系统的CSI指标之间的对应关系,探讨了最大容许状态指标和贴现率对全寿命成本的影响。     

路面性能与寿命周期费用分析

当前,在路面寿命周期费用评价的实施上还未考虑可选方案整体服务能力的差异性。基于该评价的做法可能达不到道路用户和高速公路管理者的预期目标,评价路面性能需要评估不同设计、养护、重建项目的价值,并把管理者和用户结合起来考虑,这样的评价才是最佳的。该文介绍了两种方法来确定不同路面性能水平的费用量,其中一种使用了名为路面性能质量指数的定量方法,该方法可用来比较不同路面项目的整体性能差异;另一种方法基于建立定量年费用和路面服务能力之间的某种关系。对每种方法而言,都提出了一种分析框架,把寿命周期费用与路面性能因素结合起来考虑。     

江铃汽车驱动桥桥壳有限元分析

利用Solidworks软件建立一辆江铃汽车驱动桥壳3D模型。基于ANSYS Workbench协同仿真平台,模拟驱动桥壳台架试验国家标准中规定的试验工况进行有限元分析,求得该车驱动桥3种不同厚度桥壳的弯曲刚度、垂直静强度和疲劳寿命。结果表明,3种厚度的桥壳都具有足够的静强度和刚度,疲劳寿命均达到国家标准。     

基于全寿命周期费用分析法的公路软土地基处理决策研究

在引入全寿命周期费用分析理念的基础上,分析了公路软土地基处治工程的全寿命周期费用组成及其计算方法,建立了包括加固处理费、维修费及加固节省费用的时间价值三项费用在内的公路软土地基处治全寿命周期费用比较简化公式.以此为基础并结合具体工程进行了某高速公路软土地基高填土路段处治技术方案的选择,结果表明采用全寿命周期费用分析法在保证道路使用性能和使用寿命的前提下最多可节省费用181％.最后提出了基于全寿命周期费用分析法的公路软土地基处理方案选择流程,研究成果可为类似公路软土地基处治工程的设计方案制定提供理论指导和借鉴.     

长寿命沥青路面结构参数变化的三维有限元分析

长寿命沥青路面是目前国际沥青路面界的研究热点。结构层厚度和模量是长寿命沥青路面结构设计中的重要参数。采用三维有限元计算模型,分析了路面结构厚度和模量变化时的力学响应变化趋势。分析结果为设计长寿命沥青路面提供了力学理论基础。     

基于全寿命成本分析（LCCA）的重交通沥青路面结构研究

为了有效降低沥青路面在使用寿命期内的总费用,同时保证沥青路面结构在使用寿命期内不发生结构性破坏,文章基于全寿命成本分析的沥青路面设计理念,引入沥青路面极限寿命的概念,针对某重交通试验路,对路面结构设计的相关参数及指标等进行了研究,采用路面结构优化模型对沥青路面结构厚度进行了优化。另外,文章结合试验路的实际情况,提出了基于全寿命成本分析的重交通沥青路面合理结构,其可同时满足使用寿命期内的性能要求和经济性最优两大条件。     

Cost Composition of Expressway Construction and Establishment of Cost Valuation Model

为有效控制和预估高速公路建设费用,以陕西省高速公路建设费用为研究对象,采用Matlab软件编程,通过数理统计与分析得出了不同建设时期各单项费用及其占建安费、总费用比例的变化规律,并建立了造价估价模型.研究结果表明:随着时间的推移,各单项费用(路基、路面、桥梁、隧道、绿化、房建、交通安全、机电、征地拆迁)逐渐增加;路基、桥梁、交通安全设施费用占建安费、总费用的比例减小;其他单项费用所占比例逐渐增大.估价模型反映了单位里程造价与路基宽度、路基平均填土高度、路面结构总厚度、路面面层厚度、桥隧比、征地面积、绿化工程长度、互通立体交叉数量共8个因素的定量关系,拟合程度满足工程精度要求.研究结果为快速、准确地估算和评定新建高速公路建设费用及其合理性提供了决策依据.