鋼筋混凝土梁橋養(yǎng)護(hù)決策理論研究

目錄
第1章 緒論 1
1.1 橋梁養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀 1
1.2 可靠度分析在橋梁實際工程中的應(yīng)用 3
1.3 壽命成本分析在橋梁實際工程中的應(yīng)用 4
1.4 橋梁維修優(yōu)化 6
參考文獻(xiàn) 9
第2章 鋼筋混凝土橋梁劣化機(jī)理 12
2.1 碳化影響鋼筋銹蝕 12
2.1.1 銹蝕機(jī)理 12
2.1.2 影響因素 13
2.1.3 使用壽命 16
2.2 氯鹽影響鋼筋銹蝕 17
2.2.1 銹蝕機(jī)理 17
2.2.2 銹蝕過程 18
2.2.3 影響因素 19
2.2.4 氯離子的臨界含量與擴(kuò)散 21
2.2.5 使用壽命 23
參考文獻(xiàn) 24
第3章 結(jié)構(gòu)可靠度理論 25
3.1 構(gòu)件可靠度分析的基本概念 25
3.1.1 構(gòu)件的可靠度和失效概率 25
3.1.2 構(gòu)件的可靠指標(biāo)和可靠度分析方法 27
3.2 構(gòu)件的時變可靠度計算 29
3.3 貝葉斯更新的基本原理 31
3.3.1 貝葉斯的基本概念 31
3.3.2 基于檢測信息的貝葉斯更新 32
3.4 可靠度的計算方法 33
3.4.1 可靠度的一般計算方法 33
3.4.2 結(jié)構(gòu)體系的可靠度 35
3.4.3 結(jié)構(gòu)時變可靠度分析 37
參考文獻(xiàn) 40
第4章 橋梁養(yǎng)護(hù)全壽命周期成本分析法 41
4.1 基本概念 41
4.1.1 全壽命周期 41
4.1.2 全壽命周期成本 42
4.1.3 資金的時間價值 42
4.2 橋梁養(yǎng)護(hù)壽命周期成本分析方法 43
4.2.1 壽命周期成本分析的意義 43
4.2.2 壽命周期成本分析的過程 44
4.3 橋梁養(yǎng)護(hù)壽命周期成本構(gòu)成 45
4.3.1 機(jī)構(gòu)成本 45
4.3.2 用戶成本 48
4.3.3 環(huán)境成本 49
4.3.4 風(fēng)險成本 49
4.4 橋梁運營維修策略 49
4.4.1 橋梁維修策略及等級劃分 50
4.4.2 維修事件樹 53
4.5 橋梁壽命期成本優(yōu)化 55
參考文獻(xiàn) 57
第5章 基于可靠度的橋梁維修理論 59
5.1 橋梁維修的可靠指標(biāo) 59
5.2 橋梁維修策略及等級劃分 61
5.3 橋梁全壽命周期維修成本優(yōu)化 65
5.3.1 橋梁全壽命周期維修成本 66
5.3.2 橋梁全壽命周期維修成本優(yōu)化決策 69
5.4 Pareto雙目標(biāo)遺傳算法 72
5.4.1 遺傳算法的工作原理 72
5.4.2 Pareto*優(yōu)曲面 74
5.4.3 *優(yōu)維修與MATLAB優(yōu)化工具箱實現(xiàn) 76
5.5 混凝土結(jié)構(gòu)的不同失效準(zhǔn)則 77
5.5.1 混凝土的碳化 77
5.5.2 混凝土的氯離子侵蝕 79
5.5.3 鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂 81
5.6 單構(gòu)件的年失效率和預(yù)期年失效率計算 83
5.6.1 維修事件樹和維修概率的確定 84
5.6.2 年失效率和預(yù)期年失效率 85
5.7 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的年失效率和預(yù)期年失效率分析 90
5.7.1 串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)系統(tǒng)模型及失效域 90
5.7.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的年失效率和預(yù)期年失效率 91
5.7.3 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的預(yù)期年失效率和累計成本的維修優(yōu)化 97
參考文獻(xiàn) 101
第6章 鋼筋混凝土梁橋維修優(yōu)化 103
6.1 基于馬爾可夫鏈與風(fēng)險的維修優(yōu)化 103
6.1.1 橋梁狀況預(yù)測 103
6.1.2 馬爾可夫過程介紹 104
6.1.3 馬爾可夫預(yù)測模型的建立 105
6.1.4 維修效果 107
6.1.5 風(fēng)險量化 108
6.1.6 維修成本計算 109
6.2 基于橋梁可靠度與狀況指標(biāo)的維修優(yōu)化 110
6.2.1 橋梁劣化模型 110
6.2.2 橋梁維修措施效果模型 113
6.2.3 橋梁維修優(yōu)化模型 113
6.2.4 橋梁維修策略優(yōu)化模型 118
6.2.5 橋梁維修優(yōu)化模型求解 119
6.3 基于*優(yōu)年均費用的維修優(yōu)化 120
6.3.1 計算公式 121
6.3.2 示例分析 122
6.3.3 參數(shù)分析 124
6.4 基于雙目標(biāo)遺傳算法的維修優(yōu)化 126
6.4.1 遺傳算法分析 126
6.4.2 基于預(yù)期失效概率的優(yōu)化分析 130
6.4.3 基于預(yù)期總風(fēng)險的系統(tǒng)優(yōu)化計算分析 140
6.5 基于檢測的橋梁構(gòu)件的維修 146
6.5.1 橋梁構(gòu)件的檢測與維修 146
6.5.2 橋梁構(gòu)件檢測與維修的費用 147
6.5.3 *優(yōu)維修時機(jī)的確定 149
參考文獻(xiàn) 152
第7章 鋼筋混凝土梁橋維修優(yōu)化示例 154
7.1 基于馬爾可夫鏈與風(fēng)險的維修優(yōu)化示例 154
7.1.1 工程概況 154
7.1.2 基本參數(shù)取值 155
7.1.3 計算結(jié)果 156
7.2 基于橋梁可靠度與狀況指標(biāo)的維修優(yōu)化案例 160
7.2.1 基本參數(shù)取值 160
7.2.2 基于單指標(biāo)的維修優(yōu)化 163
7.2.3 基于雙指標(biāo)的維修優(yōu)化 165
7.2.4 組合維修優(yōu)化 167
7.3 基于預(yù)期年失效率和累計成本的維修策略優(yōu)化案例 170
7.3.1 工程概況及有限元模型 170
7.3.2 年失效概率和年失效率的計算及分析 172
7.3.3 維修事件樹和維修概率 179
7.3.4 雙目標(biāo)全壽命維修優(yōu)化分析 182
7.4 基于可靠度的鋼筋混凝土梁橋養(yǎng)護(hù)優(yōu)化示例 185
7.4.1 工程概況及有限元模型 185
7.4.2 可靠度的計算 186
7.4.3 基于預(yù)期失效概率的優(yōu)化 189
7.4.4 基于預(yù)期總風(fēng)險的優(yōu)化 194
7.5 石龍門大橋養(yǎng)護(hù)優(yōu)化示例 196
7.5.1 工程概況 196
7.5.2 不檢測只維修策略 197
7.5.3 橋梁構(gòu)件檢測的可靠度分析 200
7.5.4 橋梁構(gòu)件檢測的維修策略分析 208
參考文獻(xiàn) 210