栓(鉚)接鋼橋超聲波無損檢測可靠性研究.pdf

1、自二十世紀初以來，我國修建了大量栓鉚接鋼橋。橋梁管理部門需要對這些橋梁運營狀況進行細致、準確的評定，以確保這些橋梁安全、可靠地使用?；诰€彈性斷裂力學（Linear Elastic Fracture Mechanics，LEFM）的疲勞分析方法是一種較好的鋼橋剩余壽命和安全評估方法，此法的核心是盡可能早地發(fā)現(xiàn)裂紋并準確地評價關(guān)鍵疲勞細節(jié)的初始裂紋尺寸。超聲檢測是一種常用的栓鉚接鋼橋裂紋探測方法，然而，栓鉚接鋼橋超聲檢測的可靠性亟待進一步

2、研究。 本文采用現(xiàn)場檢測與無損檢測試驗相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了栓鉚接鋼橋超聲無損檢測可靠性、通過馬爾科夫鏈蒙特卡洛（Markov chain Monte Carlo，MCMC）穩(wěn)態(tài)模擬和貝葉斯分析完善了考慮銹蝕和油漆影響的裂紋檢出概率（probability of detection，POD）計算方法，形成了一套系統(tǒng)的栓鉚接鋼橋初始裂紋尺寸的評價體系，為基于LEFM疲勞壽命評估方法應用于栓鉚接鋼橋運營狀況評定奠定了有力的基礎。

3、本文的研究工作主要包括以下幾個方面： 1．為了描述銹蝕和油漆對超聲聲能的影響，建立了超聲波聲能衰減模型。并在對POD對數(shù)正態(tài)回歸模型改進基礎之上，提出了考慮銹蝕和油漆影響的POD模型，并推導了該模型的樣本似然函數(shù)，在此基礎之上實現(xiàn)了考慮銹蝕和油漆影響的POD模型參數(shù)的貝葉斯估計。 2．提出基于MCMC穩(wěn)態(tài)模擬以及貝葉斯分析的無損檢測可靠性建模分析的主要邏輯流程，完善了基于該理論的的POD計算方法。該流程包括以下內(nèi)容：

4、 建立了對數(shù)正態(tài)、威布爾、指數(shù)以及極值回歸模型描述POD隨裂紋尺寸的變化規(guī)律，在此基礎之上實現(xiàn)了四種回歸模型參數(shù)的最大似然估計，然后以最大似然估計得到參數(shù)估計作為已知條件，按照共軛分布構(gòu)建四種模型的先驗分布，采用MCMC穩(wěn)態(tài)模擬方法在馬爾科夫鏈的收斂的基礎之上得到參數(shù)后驗分布；并按照偏差信息準則（deviance information criterion，DIC）進行模型比選，確定最優(yōu)模型，最后通過貝葉斯推斷得到了最優(yōu)模型的裂紋檢

5、出概率曲線、信號飽和概率、信號不足概率以及信號適中概率的95％置信區(qū)域。 3．通過定義POD（α）95％置信下限90％POD所對應的裂紋尺寸作為初始裂紋尺寸，形成了一套完整的栓鉚接鋼橋初始裂紋尺寸的評價體系。 4．將本文建立的考慮銹蝕和油漆影響的POD模型、基于MCMC穩(wěn)態(tài)模擬以及貝葉斯分析的POD計算方法以及初始裂紋尺寸評價體系，應用于上海市外白渡橋，合理地確定了只有銹蝕影響、只有油漆影響、銹蝕和油漆雙重影響、無銹蝕油