基于概率模型的橋墩維護成本優(yōu)化研究.pdf

1、傳統(tǒng)的抗震設計方法在設計時一般沒有考慮氯離子腐蝕的影響，而鋼筋混凝土橋梁隨著服役年限增加抗震能力逐漸下降，這將導致維護成本過高。將全壽命周期理論引入到橋梁工程等基礎設施的設計中是國內外科研的普遍關注課題。全壽命周期理論主要關注是結構的性能與壽命周期內的總成本協調關系。用傳統(tǒng)的抗震設計方法的混凝土橋梁，使其后期的維護成本最小化是使結構的安全性和經濟性達到優(yōu)化配置的關鍵。
　　本文主要借助Matlab結合蒙特卡洛方法編制相關程序，考慮

2、橋墩在服役期內的動態(tài)可靠度和狀態(tài)指標以及它們與維護策略的關系。主要研究內容如下：
　?。?）基于Fick第二定律考慮氯離子的擴散模型，結合Monte-Carlo計算得出鋼筋的初始劣化時間。建立了設計使用年限為100年的最大地震作用效應的概率分布模型。結合動態(tài)抗力和壽命周期內最大地震作用效應，對實例進行研究，模擬了橋墩的時變可靠度指標變化規(guī)律。
　?。?）建立含有兩個均勻隨機參數的高次非線性可靠度劣化模型，利用實例的可靠度指標

3、，對比了本文模型、指數模型、線性模型與其吻合程度。引入了狀態(tài)指標定量分析外觀損傷情況并建立了其二次非線性模型。結合橋墩的性能劣化模型，推導出基于時間維護策略下和基于性能維護策略下任意時刻橋墩兩個指標的變化公式。建立了計算維護成本相關公式。
　?。?）編制了Matlab程序用于分析單個維護活動下和組合活動下兩個指標的變化規(guī)律及其相應成本。研究表明，單個維護活動下兩個指標很難同時滿足要求，而組合維護活動下兩個指標雖然均能滿足要求，但是