橋梁健康狀態(tài)的智能評(píng)估方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)在營(yíng)運(yùn)期間，會(huì)受到設(shè)計(jì)或施工的缺陷、氣候或環(huán)境作用、日益增加的交通流量和超載的損壞等諸多因素的影響而產(chǎn)生安全隱患，若不及時(shí)地對(duì)這些帶有結(jié)構(gòu)損傷的橋梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，就不能使之得到有效的維修和加固。這樣，不僅會(huì)影響行車安全，縮短橋梁使用壽命，甚至?xí)l(fā)生橋梁突然破壞或倒塌等橋毀人亡的災(zāi)難。因此，對(duì)橋梁狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估已成為橋梁研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題，具有很強(qiáng)的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文將橋梁狀態(tài)的評(píng)估歸結(jié)為橋梁狀態(tài)綜合評(píng)估、損傷評(píng)估

2、、可靠度評(píng)估等幾個(gè)方面的課題，提出了智能評(píng)估的思想，并進(jìn)行了以下幾方面的研究工作。 1.闡述了利用層次分析方法進(jìn)行橋梁狀態(tài)評(píng)估的優(yōu)越性。通過(guò)對(duì)各種橋型狀態(tài)進(jìn)行分析，建立了一套針對(duì)不同橋型結(jié)構(gòu)的層次型評(píng)估體系結(jié)構(gòu)，從而將多而繁瑣的評(píng)估指標(biāo)條理化、層次化。 2.以層次分析方法為基礎(chǔ)，提出了基于模糊層次分析的橋梁健康狀態(tài)模糊評(píng)估方法，即通過(guò)利用模糊一致矩陣來(lái)反映專家判斷的不確定性和模糊性。同時(shí)，文章提出利用不確定性層次分析進(jìn)行

3、橋梁健康狀態(tài)評(píng)估的方法。由于利用常規(guī)方法獲取的權(quán)重區(qū)間無(wú)法進(jìn)行橋梁狀態(tài)評(píng)估，本文提出了一種計(jì)算最優(yōu)權(quán)重的單目標(biāo)優(yōu)化模型，并利用實(shí)數(shù)遺傳算法進(jìn)行全局最優(yōu)搜索計(jì)算。利用兩種方法分別對(duì)一座混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)行實(shí)例分析與比較，證實(shí)了兩種方法的可行性和有效性。 3.文章又引入了模糊推理方法來(lái)表達(dá)模糊性和不確定性的評(píng)估知識(shí)，研究了Takagi-Sugeno(T-S)模糊推理方法在健康狀態(tài)推理評(píng)估中的應(yīng)用問(wèn)題。 4.以基于層次的橋梁健康

4、狀態(tài)評(píng)估模型為目標(biāo)，研究結(jié)合模糊理論和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，建立了基于信息輸入的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理評(píng)估框架。利用模糊推理規(guī)則，生成了用于網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的樣本庫(kù)，而利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)存儲(chǔ)了規(guī)則庫(kù)中的專家知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，從而能有效地對(duì)橋梁進(jìn)行健康狀態(tài)評(píng)估。實(shí)例應(yīng)用證明了該技術(shù)方法的可行性。 5.根據(jù)結(jié)構(gòu)反演橋梁狀態(tài)的思路，提出利用人工智能技術(shù)建立基于模型智能修正的橋梁健康狀態(tài)評(píng)估方法，并分別對(duì)基于遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型修正方法進(jìn)行了探討。提出了利用模態(tài)