大跨悬索桥索梁锚固区疲劳养护概率优化方法

发布时间：2019-04-27 20:01

【摘要】：合理的桥梁养护规划应在养护费用与失效风险之间找到一个合理的平衡。将养护费用分为检测费用,维修费用与失效费用,将线弹性断裂力学、结构可靠度理论、全寿命成本分析法结合起来,提出了基于全寿命周期成本的焊接构件疲劳养护概率优化的方法。考虑了检测概率、养护决策者的维修意愿、维修措施概率和失效概率等多种因素,把桥梁养护优化问题变为在焊接结构或构件满足在生命周期内最小允许可靠度的基础下,养护总费用最小的问题,并提出了简化计算方法。以青草背长江大桥索梁锚固区的关键疲劳细节养护为例,研究了主要参数对最优检测时刻的影响,研究结果表明,考虑了失效成本后,最优疲劳养护时刻提前,折现率对养护费用影响明显。当车辆荷载逐年增加时,索梁锚固区在设计基准期内疲劳破坏风险增大,应引起足够的重视。
[Abstract]:Reasonable bridge maintenance planning should find a reasonable balance between maintenance cost and failure risk. The maintenance cost is divided into inspection cost, maintenance cost and failure cost. The linear elastic fracture mechanics, structural reliability theory and life-span cost analysis method are combined. A method of fatigue maintenance probability optimization for welded components based on life cycle cost is proposed. Considering many factors, such as detection probability, maintenance intention of maintenance decision maker, maintenance measure probability and failure probability, the problem of bridge maintenance optimization is changed to the minimum allowable reliability of welded structure or component during the life cycle. The problem of minimum total maintenance cost is discussed, and a simplified calculation method is put forward. Taking the key fatigue detail maintenance of the cable-beam Anchorage zone of Qingcaowei Yangtze River Bridge as an example, the influence of main parameters on the optimal detection time is studied. The results show that the optimal fatigue maintenance time is earlier after considering the failure cost. The discount rate has a significant effect on maintenance costs. When the vehicle load increases year by year, the fatigue failure risk of cable-beam Anchorage zone increases during the design reference period, which should be paid enough attention.
【作者单位】： 重庆交通大学山区桥梁与隧道工程省部共建国家重点实验室培育基地;重庆交通大学山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心;同济大学桥梁工程系;
【基金】：国家973计划前期研究专项课题(2012CB723305) 交通运输部应用基础研究项目(2013319814180) 国家留学基金资助项目(201308505149) 浙江省公路管理局科研项目(2011H41)
【分类号】：U448.25;U445.7

【参考文献】

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1 李小珍,蔡婧,强士中;大跨度钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构型式的比较[J];工程力学;2004年06期

2 包立新;卫星;李俊;李小珍;强士中;任伟平;;钢箱梁斜拉桥索梁锚固区的抗疲劳性能试验研究[J];工程力学;2007年08期

3 刘晓光;张玉玲;;西堠门悬索桥分体式钢箱梁锚箱传力路径和疲劳性能分析[J];钢结构;2010年08期

4 邓扬;丁幼亮;李爱群;林日长;;钢箱梁桥焊接细节的疲劳断裂可靠性分析[J];工程力学;2012年10期

5 彭洋;童乐为;;焊接接头应力强度因子计算公式的改进[J];工程力学;2012年10期

6 周泳涛;鲍卫刚;翟辉;刘延芳;;公路钢桥疲劳设计荷载标准研究[J];土木工程学报;2010年11期

7 陶晓燕;余振生;刘晓光;张玉玲;;西堠门大桥索梁锚固部位的受力分析及模型试验[J];中国铁道科学;2009年01期

8 曾勇;谭红梅;孙士成;甘林坤;刘国强;曲美燕;;基于概率的钢桥焊接构件疲劳养护策略优化方法[J];中国铁道科学;2013年01期

【共引文献】

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1 赵鹏飞;对分枝限界法的一种改进[J];四川建筑科学研究;1997年04期

2 徐军,郑颖人,刘东升;地基承载力的模糊可靠度分析[J];四川建筑科学研究;1999年02期

3 张大巍;杜海金;张高峰;;深层搅拌桩复合地基承载力可靠度分析[J];四川建筑科学研究;2006年03期

4 聂志华;刘凯;;中美钢结构规范轴心受力构件可靠性分析[J];四川建筑科学研究;2009年06期

5 李远瑛;张德生;;基于MATLAB的平面框架结构位移可靠度分析研究[J];四川建筑科学研究;2012年02期

6 姜忠宇;赵转哲;汤精明;;空间杆系结构的随机有限元分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年03期

7 张剑,刘宁;大体积混凝土结构热学参数的随机反演方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2002年02期

8 贾超,刘宁;考虑有耗损的可靠指标的计算[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年01期

9 丁梅文;贾超;;岩土工程可靠度评价的概率区间估计[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年02期

10 李凯;郭芬;吕雨;;拉森钢板桩在城市复杂地段河道整治结构施工中的应用[J];安徽建筑;2011年04期

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1 邢万波;周钟;巩满福;;M0nte Carlo法和几何法的讨论和改进[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

2 吕大刚;宋鹏彦;于晓辉;王光远;;结构整体抗震可靠度分析的三类模型与求解方法[A];第八届全国地震工程学术会议论文集（Ⅱ）[C];2010年

3 余启明;何晓鸣;刘泽宇;夏磊;姜曼;李尚松;;Q370qE高强度钢板试件的疲劳裂纹预制试验研究[A];第十三届中国科协年会第19分会场-公路在综合交通运输体系中的地位和作用研讨会论文集[C];2011年

4 李志远;张镜剑;;基于二维随机有限元的土石坝可靠度分析[A];第二届全国工程地质力学青年学术讨论会论文集[C];1992年

5 王建华;唐耿琛;易朋莹;邓继辉;何江海;施毅;;运用一次二阶矩法分析滑坡稳定可靠度[A];中国地质学会工程地质专业委员会2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集[C];2006年

6 高大水;;滑坡虚力函数稳定分析法在治理工程设计中的应用[A];湖北省三峡库区地质灾害防治工程论文集[C];2005年

7 苏燕;武甲中;林芳芳;;基于Monte Carlo法的土石坝地震滑坡概率分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年

8 卫星;李俊;强士中;;锚拉板式索梁锚固结构静力性能的比较分析[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2008年

9 熊刚;谢斌;刘文江;黄思勇;;梁式锚箱在单索面钢箱梁斜拉桥中的应用研究[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2010年

10 张艳林;张义民;金雅娟;;任意分布参数多失效模式结构的可靠性与灵敏度分析[A];2009年全国机械可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会成立大会论文集[C];2009年

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1 谭海涛;受水下爆炸载荷作用的船体结构可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

2 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年

3 沙丽荣;基于正交基神经网络的结构可靠性分析[D];吉林大学;2011年

4 陈景杰;含裂纹损伤船体结构强度分析方法研究[D];大连理工大学;2011年

5 衣振华;疲劳裂纹扩展研究及在装载机横梁寿命估算中的应用[D];山东大学;2011年

6 赵冉;张拉索膜结构的膜褶皱与索系失效研究[D];华南理工大学;2011年

7 潘天娓;浅海重力式平台结构静动力分析[D];中国海洋大学;2011年

8 李斌;轨道结构随机振动和Ⅲ型轨枕可靠性研究[D];西南交通大学;2011年

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10 富东慧;骨压电电压信号特征的实验研究[D];天津大学;2008年

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1 韩福冬;再生混凝土基本力学性能的数理统计分析和可靠度研究[D];山东科技大学;2010年

2 李超;小型水库溃坝风险分析研究[D];山东农业大学;2010年

3 李超;交通荷载作用下沥青路面开裂的有限元分析[D];大连理工大学;2010年

4 莫宗云;索—混凝土板预应力组合网架静力与可靠度分析[D];河北工程大学;2010年

5 赵菊;压力容器蚀坑群干涉效应及安全评价[D];辽宁石油化工大学;2010年

6 王立宏;浅埋暗挖地铁隧道衬砌受力变形机理研究[D];武汉工程大学;2010年

7 甘文兵;基于有限元和断裂力学的起重机结构故障诊断[D];武汉科技大学;2010年

8 郝志强;基于有限元的响应面法在重力坝可靠性分析中的应用[D];昆明理工大学;2008年

9 程涌;采空区稳定的可靠度及其影响因素的敏感性分析研究[D];昆明理工大学;2009年

10 谷俊芹;基于ANSYS的重力坝结构体系可靠度分析[D];昆明理工大学;2010年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 M．Virlogeux,杨祖东;诺曼底大桥的设计与施工[J];城市道桥与防洪;1995年03期

2 李爱群,缪长青,李兆霞,韩晓林,吴胜东,吉林,杨玉冬;润扬长江大桥结构健康监测系统研究[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期

3 李小珍,蔡婧,强士中,刘庆宽;南京长江二桥南汊桥索梁锚固结构疲劳试验研究[J];工程力学;2005年01期

4 王春生;聂建国;陈艾荣;陈惟珍;;基于概率断裂力学的老龄钢桥使用安全评估[J];工程力学;2006年06期

5 顾乡;吴志学;;新的估算表面裂纹应力强度因子经验公式[J];工程力学;2008年07期

6 潘际炎;铁路桥梁设计中的疲劳可靠性理论[J];钢结构;1995年01期

7 侯文崎,叶梅新;结合梁斜拉桥锚拉板结构研究[J];钢结构;2002年02期

8 金增洪;日本多多罗大桥简介[J];国外公路;1999年04期

9 王荣辉,池春,陈庆中,甄晓霞;广州市高架桥疲劳荷载车辆模型研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年12期

10 李莹;黄侨;;基于断裂力学理论的钢桥疲劳可靠性评估(英文)[J];科学技术与工程;2008年16期

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1 司秀勇;斜拉桥索梁锚固结构受力行为理论分析[D];西南交通大学;2005年

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1 胡正涛;;浅谈桥梁健康监测的发展现状[J];四川建筑;2009年03期

2 任彦超;;桥梁工程结构可靠度研究[J];水利科技与经济;2009年10期

3 朱旺;;半刚性基层裂缝稳定性相关因素研究[J];交通科技;2009年01期

4 李国芬;黄学明;;桥梁结构可靠性研究综述[J];中国水运(学术版);2006年12期

5 吴胜文;陈振华;陈伟;;基于可靠度的某加筋海堤整体稳定性分析[J];人民黄河;2010年05期

6 高攀科;;可靠度理论在隧道衬砌结构设计中的应用[J];河南科技;2011年09期

7 刘大中;;可靠度理论在防波堤滑移稳定上的应用[J];中国港湾建设;1988年02期

8 李昆;孙开畅;;我国公路钢桥设计理论的发展和现状分析[J];中国水运(下半月);2008年02期

9 周远达;白坡;王若峰;;大中型跨径钢桥设计施工关键技术及在我国工程应用前景展望[J];粮食流通技术;2010年01期

10 李善皋;葛建军;;可靠度理论用于路基边坡稳定性的分析[J];路基工程;1991年03期

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1 刘清君;王登婷;陆健;;可靠度理论在海堤结构稳定分析中的应用研究进展[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(中)[C];2011年

2 姚晓飞;翟敏刚;徐岳;张敬珍;;基于计算可靠度的在役混凝土梁式桥构件安全等级划分研究[A];全国既有桥梁加固、改造与评价学术会议论文集[C];2008年

3 潘际炎;;铁路钢桥疲劳[A];中国土木工程学会第八届年会论文集[C];1998年

4 潘思远;房兴太;;可靠度理论在桥涵水文设计中的应用[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年

5 杜渐;;公路项目评估中折现率的选择分析[A];中国高速公路管理学术论文集（2009卷）[C];2009年

6 郑舟军;刘宏;郭志敏;;斜拉桥索梁锚固区足尺疲劳试验研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集（二）[C];2007年

7 陈开利;王天亮;;南京长江二桥斜拉桥索梁锚固区模型疲劳试验研究[A];中国钢结构协会成立二十周年庆典暨2004钢结构学术年会论文集[C];2004年

8 刘晓銮;;基于可靠度理论的桥梁船撞力分析[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2008年

9 王明年;陈虬;;隧道衬砌厚度的变异对其可靠度的影响[A];第四届全国结构工程学术会议论文集（下）[C];1995年

10 边晶梅;朱浮声;康玉梅;郭梅;;基于遗传算法的混凝土桥面板维修优化[A];第16届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2007年

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1 李贵军;信息化：提升公路养护管理水平的利器[N];中国交通报;2007年

2 肖大选;我国水运工程技术的发展趋势[N];中国交通报;2007年

3 张韶军;钢筋混凝土桥梁剩余寿命可估算[N];中国交通报;2010年

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1 李昆;基于可靠度理论的公路钢桥概率极限状态设计方法研究[D];同济大学;2007年

2 肖云华;双峰隧道围岩稳定性非线性系统研究[D];吉林大学;2009年

3 廖碧海;拱桥评估与加固的理论和实践研究[D];华中科技大学;2009年

4 杨则英;既有钢筋混凝土桥梁安全性耐久性综合评估方法研究[D];大连理工大学;2004年

5 万臻;斜拉桥结构可靠性评估及剩余寿命预测[D];西南交通大学;2006年

6 王丙兴;基于非概率可靠度理论的高速公路软基变形特性研究[D];天津大学;2012年

7 刘剑;新型组合钢桁桥可靠性分析及极限承载力评估[D];长安大学;2010年

8 罗玲;基于可靠度理论和实测交通数据的纵向折减系数研究[D];重庆交通大学;2012年

9 闫磊;服役期砼桥梁加固前后的可靠度研究[D];长安大学;2010年

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1 何康;基于可靠度理论的桥梁检测评估方法[D];大连海事大学;2012年

2 谭宇力;基于可靠度理论的既有桥梁健康状况评估[D];长安大学;2013年

3 袁智杰;基于可靠度理论的斜拉桥监测评估方法研究[D];上海交通大学;2011年

4 刘铮;基于可靠度理论的城市环线高速公路立交布设研究[D];长安大学;2010年

5 严甜;基于MDP的桥梁结构全寿命成本研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 张彦飞;RC桥梁寿命的可靠度分析方法研究[D];长安大学;2005年

7 李军歌;基于可靠度的钢筋混凝土简支梁桥损伤评估[D];西南交通大学;2006年

8 魏[?;基于可靠度理论的既有桥梁承载力评估[D];西南交通大学;2012年

9 王硕;桥梁运营荷载状况研究[D];同济大学;2007年

10 马俊;混凝土斜拉桥体系可靠度分析[D];西南交通大学;2007年

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