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基于模糊C均值聚类的钢筋混凝土桥梁耐久性评价方法研究

发布时间:2018-01-05 21:00

  本文关键词:基于模糊C均值聚类的钢筋混凝土桥梁耐久性评价方法研究 出处:《吉林大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:桥梁建设是国家基础设施建设之一,是交通基础设施建设的重要组成部分。面对桥梁建设的快速发展,国家投入的不断加大,桥梁在经济社会中的地位越来越显著。但是,由于对桥梁耐久性设计的认识和钢筋混凝土材料自身特性的不足,交通量增长和环境因素的作用,桥梁出现了不同程度的损伤,造成了高额的养护维修费用,使得人们越来越关注桥梁结构的耐久性问题。 为了确保桥梁正常的使用功能,必须建立一套完善有效的桥梁耐久性评估方法,对桥梁耐久性状态做出准确评估,制定出科学的养护、维修方案,保证结构在寿命延续期内的安全性。然而,目前的桥梁耐久性评估方法对评价指标缺乏统一的标准,指标之间的界限不清晰,耐久性评估的过程往往需要人的参与,增加了人为主观因素的影响,不能客观反映出桥梁实际的耐久性状态。因此,本文在查阅国内外研究现状的基础上,建立了桥梁耐久性评估指标体系,结合工程实际,提出了基于FCM的钢筋混凝土桥梁耐久性评估方法,能够实现对钢筋混凝土桥梁耐久性的准确评估。具体开展了以下工作: 1、分析了桥梁耐久性研究的背景和意义,详细介绍了桥梁耐久性评估的概念和必要性,阐述了聚类分析的含义和发展,总结了桥梁耐久性评估方法的研究现状。在对钢筋混凝土桥梁耐久性评估方法深入系统分析的基础上,提出了本文的研究重点和技术路线。 2、介绍了模糊理论和数据聚类原理,明确了FCM方法的聚类分析原理和流程。阐述了层次分析的概念和计算方法,为耐久性评估指标体系的建立提供了理论基础。 3、在对桥梁结构耐久性影响因素进行系统分析的基础上,基于层次分析法,建立了适用于钢筋混凝土桥梁的耐久性评估的指标体系,为桥梁耐久性评估系统的构建提供了重要基础。 4、阐述了评价指标的获取与分析方法,确定了主梁、墩台、横向连接和交通状况评估等级和桥梁耐久性综合评估等级划分标准,制定了钢筋混凝土桥梁耐久性等级相应的维修养护措施。 5、构建了基于FCM的钢筋混凝土桥梁耐久性评估系统。首先,通过聚类样本建立桥梁耐久性评估子系统等级对应的聚类中心;其次,利用层次分析法确定子系统相对于桥梁耐久性综合评估的权重;最后,对耐久性评估指标数据进行分析,得出桥梁耐久性的综合评估等级。 6、对基于FCM的钢筋混凝土桥梁耐久性评估系统进行性能验证。利用桥梁现场实测数据,得出桥梁耐久性评估子系统的等级隶属度,确定了耐久性等级划分,对桥梁综合耐久性状态进行了评估。
[Abstract]:Bridge construction is one of the national infrastructure construction, is an important part of transportation infrastructure construction. Facing the rapid development of bridge construction, the national investment is increasing. Bridge plays a more and more important role in economy and society. However, due to the understanding of durability design of bridge and the deficiency of reinforced concrete material, traffic volume increases and environmental factors play an important role. Due to the damage of different degree, the high cost of maintenance and repair makes people pay more and more attention to the durability of bridge structure. In order to ensure the normal use of the bridge, it is necessary to establish a set of perfect and effective bridge durability evaluation method, to make an accurate assessment of the bridge durability, and to formulate a scientific maintenance and repair plan. However, the current evaluation methods of bridge durability are lack of uniform criteria for evaluation indicators, and the boundaries between indicators are not clear. The process of durability evaluation often requires the participation of people, which increases the influence of human subjective factors, and can not objectively reflect the actual durability state of bridges. Therefore, this paper is based on the current research situation at home and abroad. The evaluation index system of bridge durability is established. Combined with the engineering practice, the durability evaluation method of reinforced concrete bridge based on FCM is put forward. It can realize the accurate evaluation of the durability of reinforced concrete bridges. 1. The background and significance of bridge durability research are analyzed, the concept and necessity of bridge durability assessment are introduced in detail, and the meaning and development of cluster analysis are expounded. This paper summarizes the present research situation of durability assessment methods of bridges and puts forward the research emphases and technical routes of this paper on the basis of deep and systematic analysis of the durability evaluation methods of reinforced concrete bridges. 2. The fuzzy theory and data clustering principle are introduced, the clustering analysis principle and flow chart of FCM method are clarified, and the concept and calculation method of hierarchical analysis are expounded. It provides a theoretical basis for the establishment of durability evaluation index system. 3. Based on the systematic analysis of the factors affecting the durability of the bridge structure, and based on the analytic hierarchy process (AHP), an index system for the durability evaluation of reinforced concrete bridges is established. It provides an important foundation for the construction of bridge durability evaluation system. 4. The methods of obtaining and analyzing the evaluation indexes are expounded, and the criteria for evaluating the main beam, pier and abutment, transverse connection and traffic condition and the comprehensive evaluation grade of bridge durability are determined. The maintenance measures for durability grade of reinforced concrete bridges are established. 5. The durability evaluation system of reinforced concrete bridge based on FCM is constructed. Firstly, the cluster center corresponding to the grade of durability evaluation subsystem is established by clustering samples. Secondly, the weight of the subsystem relative to the comprehensive evaluation of bridge durability is determined by the analytic hierarchy process (AHP). Finally, the durability evaluation index data are analyzed, and the comprehensive evaluation grade of bridge durability is obtained. 6. The performance of reinforced concrete bridge durability evaluation system based on FCM is verified. The grade membership degree of bridge durability evaluation subsystem is obtained by using the bridge field measured data. The durability grade is determined and the comprehensive durability state of the bridge is evaluated.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U448.34

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本文编号:1384790

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