基于可靠度的桥梁网络性能评估与维护决策优化

发布时间：2022-12-09 23:16

　　交通网络是现代化城市及地区赖以生存和发展的重要基础,也是维系城市或地区正常生产生活的纽带。作为城市交通网络中的重要组成部分,桥梁的可靠性能决定着区域内交通网络的连通性能。针对当前我国桥梁破损、老化严重、维护资金有限的现状,科学地制订一个区域内桥梁网络的维护计划,合理有效地分配有限的维护资金,使区域内桥梁网络的性能尽可能地保持在一个合理的水平,具有重要的意义。本文基于可靠度和网络理论,建立了区域桥梁网络模型,并运用该模型对区域桥梁网络进行了连通可靠性能评估;考虑桥梁可靠度劣化以及维护措施对桥梁网络性能的影响,建立了一个桥梁网络维护决策优化模型,并对其进行多目标优化,得到了该优化问题的Pareto最优解集。本文的主要研究内容包括:（1）根据在役桥梁的实际情况,对结构抗力和荷载作用统计参数进行修正,得到在役桥梁结构抗力概率模型和荷载效应概率模型;建立桥梁构件承载能力可靠性分析的功能函数,将时变可靠度理论引入结构计算,分析桥梁结构在维护期内可靠指标随时间的变化情况;采用MATLAB编制基于JC法的桥梁承载能力可靠度计算程序,基于MIDAS静力分析结果对一座在役桥梁进行承载能力可靠性评估。（2）... 

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 网络理论
        1.2.2 桥梁网络性能评估
        1.2.3 桥梁网络维护决策优化
        1.2.4 多目标优化算法
    1.3 研究目标和内容
    1.4 研究方法和技术路线
第2章 桥梁网络性能评估与维护决策优化相关理论
    2.1 引言
    2.2 结构可靠性分析
        2.2.1 可靠度基本原理
        2.2.2 可靠度分析方法
        2.2.3 结构时变可靠度
    2.3 图论理论基础
        2.3.1 图的相关定义
        2.3.2 图的表达方式
    2.4 桥梁维护决策优化
        2.4.1 桥梁维修加固
        2.4.2 遗传算法
        2.4.3 多目标遗传算法
    2.5 本章小结
第3章 单座桥梁的可靠度分析及维护决策优化
    3.1 引言
    3.2 桥梁性能演变的概率模型
        3.2.1 结构抗力概率模型
        3.2.2 恒载效应概率模型
        3.2.3 车辆荷载效应概率模型
    3.3 桥梁时变可靠度分析
        3.3.1 功能函数的建立
        3.3.2 构件可靠性评估
        3.3.3 体系可靠性评估
    3.4 桥梁维护决策优化
        3.4.1 概况
        3.4.2 时变可靠度分析
        3.4.3 维护效应与维护成本模型
        3.4.4 桥梁维护决策优化
    3.5 本章小结
第4章 桥梁网络的建立及其性能评估
    4.1 引言
    4.2 桥梁网络模型
    4.3 桥梁网络连通可靠性
        4.3.1 系统可靠度模型
        4.3.2 网络可靠度模型
        4.3.3 桥梁网络连通可靠度
    4.4 桥梁网络模型的建立及其性能评估
        4.4.1 概况
        4.4.2 桥梁网络模型的建立
        4.4.3 桥梁网络连通可靠度评定
    4.5 本章小结
第5章 桥梁网络的维护决策优化
    5.1 引言
    5.2 多目标优化
        5.2.1 多目标优化问题数学表述
        5.2.2 多目标遗传算法相关概念
        5.2.3 带精英策略的非支配排序遗传算法
    5.3 桥梁网络维护决策优化
        5.3.1 维护决策优化模型
        5.3.2 编码与解码
        5.3.3 约束的处理
        5.3.4 维护决策优化结果
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间取得的学术成果
附录B 基于JC法的构件可靠度计算程序清单
附录C 带精英策略的遗传算法程序清单
附录D 改进的NSGA-Ⅱ算法程序清单


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑不确定性的既有桥梁网络管养对策优化[J]. 王晓明,贺耀北,贺拴海.  长安大学学报(自然科学版). 2015(06)
[2]基于并行NSGA-Ⅱ算法的桥梁网络养护策略优化[J]. 王晓明,贺耀北,李瑜,石雪飞.  土木工程学报. 2012(01)
[3]路网可靠性评价指标研究综述[J]. 郭淑霞,于雷,陈旭梅,陈琨.  城市交通. 2008(05)
[4]混凝土桥梁构件服役期的抗力概率模型[J]. 张建仁,刘扬.  长沙理工大学学报(自然科学版). 2004(01)
[5]服役桥梁评估荷载分析[J]. 杨伟军,梁兴文,张建仁.  中南公路工程. 2002(03)
[6]在役混凝土结构最优剩余使用寿命预测[J]. 赵尚传,赵国藩,贡金鑫.  大连理工大学学报. 2002(01)
[7]考虑混凝土碳化规律的钢筋锈蚀率预测模型[J]. 金伟良,鄢飞,张亮.  浙江大学学报(工学版). 2000(02)
[8]一般大气环境下混凝土强度经时变化模型[J]. 牛荻涛，王庆霖.  工业建筑. 1995(06)
[9]老化和损伤的钢筋混凝土构件的性能[J]. 全明研.  工业建筑. 1990(02)

硕士论文
[1]考虑震后救援能力的城市桥梁网络抗震性能评估研究[D]. 刘振亮.哈尔滨工业大学 2015
[2]城市桥梁网络状态评估与维护决策方法研究及系统开发[D]. 杨云.天津大学 2012
[3]基于概率的网络层次桥梁最优维护决策研究[D]. 吴丽.湖南大学 2010
[4]基于响应面法的预应力混凝土梁桥可靠度分析与寿命预测[D]. 钟佩.武汉理工大学 2009
[5]基于概率的路网级桥梁性能评定研究[D]. 刘多贵.湖南大学 2009
[6]多目标遗传算法及其在船舶型线优化中的应用[D]. 崔连琼.武汉理工大学 2008
[7]桥梁性能与维护策略及成本关系研究[D]. 刘新华.湖南大学 2007
[8]基于遗传算法的多目标优化与决策方法研究[D]. 郑丽君.国防科学技术大学 2003



本文编号：3715566