混凝土梁桥结构技术状况退化预测研究

发布时间：2017-04-25 03:15

  本文关键词：混凝土梁桥结构技术状况退化预测研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：截止2015年底,全国公路桥梁数量已经突破76万余座,由于受到交通量和自然环境的影响,路网中桥梁的技术状况退化形势也越来越严重。桥梁的结构技术状况评定和预测是目前桥梁管理的研究重点和热点问题,也是桥梁管理系统中的核心功能模块,准确的对桥梁进行技术状况评价和预测是进行下一步维修养护决策的先决条件。混凝土梁桥作为高速公路网中数量最多的桥梁类型,其技术状况的评定和预测具有重要的实际意义。本文首先介绍了我国在役混凝土梁桥现状和桥梁管理系统中的基本模块功能,然后叙述了我国常用的两种桥梁技术状况评定方法,最后,采用故障树分析法和马尔可夫链分析法分别建立了构件层次和路网层次的桥梁结构技术状况退化模型,并介绍了桥梁维护优化的基本概念和方法,为下一步的桥梁管理养护决策提供依据。本文主要包括以下几部分内容:(1)对采用不同规范推荐的桥梁技术状况评定方法得到的桥梁技术状况结果进行分析,得出《公路桥梁养护规范》推荐的方法具有计算流程简便、工作量小、评定结果主观性较大的特点;而《公路桥梁技术状况评定标准》推荐的方法对桥梁结构的划分和评价指标的量化更加具体,评定结果的准确性较高,能客观的反映桥梁服役状况。(2)分析了高速公路中常见的三种不同结构类型混凝土梁桥的最易受损构件,以此为基础建立预应力混凝土空心板梁桥和预应力混凝土分体小箱梁桥的桥梁退化故障树模型;通过对影响桥梁系统退化的各基本事件重要度计算,求出不同维修处治措施对桥梁系统的优化程度,对桥梁的维修养护工作起到了指导和辅助作用。(3)根据《辽宁省公路桥梁明细表》中连续三年的桥梁技术状况评定结果,运用统计频率分析法得到该路网中空心板桥的状况转移概率矩阵;根据实例分析验证了马尔可夫假设的正确性;采用马尔可夫链预测方法,分别建立不同桥龄和交通量类型的空心板梁桥技术状况退化预测模型;通过对空心板梁桥技术状况退化进行敏感性分析,得到交通量和桥龄对空心板桥技术状况退化的影响程度,从宏观层次分析了不同状况的空心板桥的技术状况退化趋势。并利用指数曲线模型对路网中的桥梁维修年限进行了预测,给出了单座桥梁维修预测年限的修正方法。(4)定义了桥梁维护优化的基本概念和方法,确定了桥梁状态优化指标和桥梁全寿命周期维护成本的组成部分,建立了桥梁多目标维护优化模型。
【关键词】：桥梁 技术状况评定 故障树分析法 马尔可夫链 退化预测
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 我国在役混凝土梁桥现状11-12
• 1.3 国内外桥梁管理及桥梁技术状况退化预测方法研究现状12-18
• 1.3.1 桥梁管理系统介绍12-15
• 1.3.2 桥梁技术状况退化预测方法概述15-18
• 1.4 本论文主要的研究内容18-19
• 第二章 混凝土梁桥结构技术状况评定方法19-31
• 2.1 公路桥梁结构技术状况评定方法概述19
• 2.2《公路桥梁养护规范》评定方法19-22
• 2.3《公路桥梁技术状况评定标准》评定方法22-25
• 2.4 基于两种评定方法的桥梁结构技术状况评定结果比较25-31
• 第三章 基于故障树模型（FTA）的桥梁技术状况退化研究31-51
• 3.1 故障树分析法概述31-32
• 3.2 桥梁系统技术状况退化因素分析32-40
• 3.2.1 空心板桥结构技术状况退化因素分析33-36
• 3.2.2 预应力混凝土分体小箱桥结构技术状况退化因素分析36-39
• 3.2.3 预应力混凝土连续梁桥结构技术状况退化因素分析39-40
• 3.3 混凝土空心板梁桥桥梁系统障树模型建立40-44
• 3.4 故障树模型的定量分析44-46
• 3.5 预应力混凝土分体小箱梁故障树模型建立与分析46-49
• 3.6 本章小结49-51
• 第四章 基于马尔可夫链模型的桥梁技术状况退化预测51-70
• 4.1 马尔可夫预测方法介绍51-52
• 4.2 验证马尔可夫假设的正确性52-54
• 4.3 考虑修正量的马尔可夫预测模型54-68
• 4.3.1 马尔可夫状态的定义过程54-57
• 4.3.2 桥梁退化模型的建立与应用57-62
• 4.3.3 不同参数对桥梁技术状况退化的敏感性分析62-66
• 4.3.4 桥梁退化模型指标和应用66-68
• 4.4 本章小结68-70
• 第五章 桥梁维护优化的基本概念和方法70-75
• 5.1 桥梁维护优化70
• 5.2 桥梁状态优化指标70-72
• 5.3 多目标维护优化方法72-74
• 5.3.1 桥梁全寿命周期的维护成本分析72-73
• 5.3.2 多目标维护优化模型73-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 进一步的研究方向76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 攻读学位期间取得的研究成果81

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