基于Gamma過程的橋梁檢測維護(hù)策略優(yōu)化研究.pdf

1、我國目前正處于大規(guī)模橋梁建設(shè)階段，橋梁在環(huán)境和車輛等荷載共同作用下其使用性能不斷退化，而與之相對的則是不斷增長的荷載。隨著使用時間的增加，結(jié)構(gòu)的失效概率將逐漸變大。為了保證橋梁的正常使用性能，在其運營階段必須進(jìn)行必要的檢測和維護(hù)。然而，面對量大面廣的橋梁結(jié)構(gòu)，橋梁管理部門擁有的維護(hù)資源是有限的，如何使用有限的資源來獲得最大的社會和經(jīng)濟(jì)效益是業(yè)主們普遍關(guān)心的問題。本文采用Gamma過程模擬橋梁使用性能退化以考慮使用性能退化的不確定性;同時

2、考慮檢測手段的不確定性和不同的維護(hù)措施對結(jié)構(gòu)使用壽命的影響，以最大化結(jié)構(gòu)使用壽命和最小化檢測維護(hù)成本為目標(biāo)，建立了基于Gamma過程的橋梁檢測維護(hù)策略多目標(biāo)優(yōu)化計算模型，采用遺傳算法計算得到了該優(yōu)化問題的Pareto優(yōu)化解集，可以為業(yè)主或者橋梁管理單位制定檢測維護(hù)計劃提供依據(jù)。
　　論文的主要研究工作包括:
　　1.介紹了Gamma過程的基本原理以及模擬退化過程的計算方法，將結(jié)構(gòu)使用性能退化到預(yù)設(shè)極限值的時間作為結(jié)構(gòu)的使用壽

3、命預(yù)測值。考慮橋梁檢測的不確定性以及不同的維護(hù)措施對結(jié)構(gòu)使用性能的影響，使用決策樹模型計算不同檢測維護(hù)策略下基于概率的橋梁的最終使用壽命。
　　2.將橋梁全壽命周期檢測維護(hù)成本分為檢測成本、維護(hù)成本和失效風(fēng)險成本，考慮橋梁檢測的不確定性，根據(jù)決策樹模型計算得到不同檢測維護(hù)策略下的檢測維護(hù)的總成本。以最大化結(jié)構(gòu)使用壽命和最小化檢測維護(hù)成本為目標(biāo)函數(shù)，建立了橋梁檢測維護(hù)策略的多目標(biāo)優(yōu)化計算模型。
　　3.以廣西鐵山港大橋30m跨

4、鋼筋混凝土板梁為工程背景，采用氯離子侵蝕引起的鋼筋局部銹蝕深度表征結(jié)構(gòu)的使用性能的退化程度;采用Gamma過程模擬其性能退化，對空心板底部鋼筋銹蝕的檢測方法、檢測時間以及維護(hù)決策指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化計算，得到了Pareto優(yōu)化解集。計算結(jié)果表明:Pareto優(yōu)化解集可以為制定混凝土橋中鋼筋銹蝕的檢測維護(hù)策略提供依據(jù)，業(yè)主可以根據(jù)自身預(yù)算以及對結(jié)構(gòu)的使用壽命期望選擇相應(yīng)的決策策略。
　　4.以某鋼箱梁縱向加勁肋的疲勞檢測維護(hù)為例，采用構(gòu)件中