钢筋混凝土梁桥维修优化研究

发布时间：2017-11-15 08:29

  本文关键词：钢筋混凝土梁桥维修优化研究

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【摘要】：钢筋混凝土桥梁在我国土木桥梁中是运用最广的一种桥型,因其取材方便,结构受力简单,所以倍受青睐。随着新建桥梁的逐渐减少,已建桥梁桥龄的慢慢增长,未来,我国桥梁工程师和桥梁养护人员将会面临许多桥梁维修养护等问题。为了使有限的资金利用最大化,为了科学、合理地选择桥梁维修方案和管理策略,对钢筋混凝土桥梁进行维修优化研究是很有必要的。本文正是基于这样的目的展开的,本文主要做的工作有:从钢筋混凝土桥梁的劣化机理出发,总结了混凝土碳化和钢筋锈蚀的基本原理和影响因素,从失效概率和可靠度的角度分析了混凝土碳化的使用寿命,以及从钢筋锈蚀的发展过程分析了钢筋的使用寿命模型。介绍了桥梁维修优化全寿命周期成本的分析方法以及全寿命周期成本的组成,介绍了符合我国国情的贴现率,通过贴现率可计算不同桥龄时期下的维修成本现值。本文的核心内容是两种维修优化模型的建立。将预测桥梁状态的马尔科夫链与桥梁风险结合在一起,建立了基于马尔科夫链与桥梁风险的维修优化模型。通过马尔可夫链预测构件的状态,并计算构件的失效概率,进而对全桥的失效风险进行计算,比较桥梁的失效损失现值期望值和维修成本现值期望值,找到合理的维修优化方案。总结了已有的桥梁可靠度和状态指标劣化模型,最后以两阶段线性劣化模型为例,建立了基于桥梁可靠度指标和状况指标的维修优化模型,并将MATLAB工具箱里面的GA函数运用到模型的求解中。本文以两种防腐措施以及三江街道大桥为背景,证明了两种维修优化方法的可行性,能够为桥梁维修养护策略的建立提供参考依据。并且在实际的案例中,发现贴现率对桥梁维修累计成本影响很大,主要体现在:随着桥龄的增长,累计维修成本现值变化曲线逐渐趋向缓和以及失效损失现值期望值最大值点有可能并不是失效概率最大的时候。因此,在选择合理的维修方案时,不能忽略资金的时间价值。在防腐措施的案例分析中,发现组合维修更能全面改善结构的性能,比单一维修措施更加具有优势。因此,可以尝试组合型维修措施,充分发挥每一维修措施的优势,让各个维修措施功能互补,取长补短。这也为桥梁维修养护措施的选取提供了一些新思路。
【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】：U445.7

【引证文献】

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1 曾勇;江伟;谭红梅;;基于可靠度与状况指标的桥梁维修优化方法[J];北京交通大学学报;2017年03期

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本文编号：1189082