博弈论融合下的在役混凝土梁桥耐久性评估

为合理解决在役混凝土梁桥耐久性评估问题,提出基于博弈论融合的评估模型。首先,综合考虑桥梁所处地区环境及桥梁本身的特点,构建指标评价体系;其次,在充分考虑指标间影响的基础上,依据DEMATEL-ANP计算主观权重,同时利用DEMATEL法直观展现指标因果关系;然后,利用博弈论的均衡理论,融合主观权重与CRITIC客观权重,再结合未确知测度理论,确定桥梁等级;最后,结合多座在役混凝土桥梁进行验证。结果表明:各桥梁耐久性与实际状况一致,准确度高,且与传统评估模型相比,该模型不仅更为准确,还可充分考虑指标间影响关系并以指标因果关系为后续维修顺序提供依据,使其更贴合实际工程使用要求。

在役混凝土桥梁结构耐久性评估方法

对在役混凝土桥梁结构的耐久性进行评估是评价其工作性态是否满足设计要求的关键所在.将桥梁结构划分成桥梁结构、桥梁构成、桥梁构件3个层次,提出了桥梁构件划分方法与耐久性关键构件抽样法,并按照不同构件的耐久性劣化影响因素的差异选取了相应的包括构件环境作用因素指标在内的构件耐久性考核指标,从而建立了在役混凝土桥梁结构耐久性的3层次多指标的评估模型.并定义了桥梁结构全寿命周期的5个耐久性典型状态,以5个典型状态来评估桥梁现有耐久性水平,3个层次均划分为5个模糊等级,对应于完好、较好、较差、差、危险5个耐久性状态.基于模糊数学理论,将定性指标给予定量化,采用最优区间型隶属度函数确定构件的耐久性考核指标对各个模糊等级的隶属度,用可信度与频数统计(CMFS)方法确定权重,用综合隶属度评分法进行等级评定.基于以上分析,总结出在役混凝土桥梁结构耐久性评估流程,用Matlab语言编制了评估程序,用该程序对浙江省4座在役混凝土桥梁进行耐久性评估,评估结果与实际情况十分吻合.基于该程序开发的《公路混凝土桥梁耐久性评估软件系统1.0版》,已通过浙江省交通厅的鉴定并初步运用于浙江省公路桥梁管理系统,效果良好.

在役混凝土结构最优剩余使用寿命预测

提出了基于可靠性与经济优化相结合的在役混凝土结构剩余使用寿命评估准则 ,并建立了在役混凝土结构剩余使用寿命预测的优化模型 ;通过对模型的求解 ,可以为维护与加固的合理决策提供参考 .对构件进行维护的算例表明 :针对一个具体的构件 。

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。

基于评估荷载发生概率的在役混凝土桥梁可靠度分析方法

针对影响桥梁安全性的因素具有较多不定性的特点,应用随机可靠度理论,对在役混凝土桥梁荷载概率模型、抗力概率模型、可靠度评估流程、可靠度计算方法等方面进行了研究。基于可变荷载在评估基准期内的不同取值方式,提出了基于评估荷载发生概率和基于评估基准期荷载极大值的构件可靠度计算方法。从可靠指标的延续性出发,考虑构件抗力随时间变化,提出在役混凝土桥梁可靠度的预测方法。研究结果表明:两种方法可靠指标预测曲线规律是一致的,后者是前者的特例,且比前者偏于安全;预测初期两种方法可靠指标的计算结果与以往方法较为接近,预测后期两种方法可靠指标下降规律与以往方法基本一致。两种方法均偏于安全,对于荷载随时间增长较快的桥梁结构是适用的。

考虑材料耐久性的在役混凝土结构可靠度研究

基于近年来大量的相关研究文献,从混凝土结构的材料耐久性和在役结构的荷载特点出发,按结构可靠性分析的常规步骤,对在役混凝土结构可靠性研究的成果和应用作了概括性介绍,并对不同的方法做了比较分析,以期为在这方面的进一步应用和发展提供参考。并指出基于信息更新的在役结构可靠性研究将是该领域今后一个新的研究方向。

除冰盐与冻融环境下在役混凝土桥梁耐久性评估

为了客观准确地评估除冰盐与冻融环境下在役混凝土桥梁的耐久性,引入基于博弈论-物元可拓理论的评估模型。根据寒冷地区除冰盐与冻融环境特点,结合该环境桥梁主要病害,建立了包含混凝土抗冻能力、混凝土护筋能力、钢筋锈蚀和环境作用4个因素的多层次评价指标体系;通过物元变换构建除冰盐与冻融环境下在役混凝土桥梁耐久性评估的物元体系,计算耐久性指标对其评估等级的关联度,采用博弈论组合赋权法确定指标综合权重,根据最大关联度原则判定桥梁耐久性等级,构建了基于博弈论-物元可拓理论的评估模型。运用该模型对青海省3座混凝土桥梁进行了耐久性评估。研究表明,评估结果与实际情况相符,验证了该模型的有效性和合理性,可为该环境混凝土桥梁的维修加固提供决策依据。

在役混凝土坝耐久性研探

20世纪50～60年代兴建的混凝土坝,在长达40多年的运行历程中,其耐久性遭受到地基劣化、冲磨空蚀、冻融冻胀、表层碳化、渗漏溶蚀、硫酸盐侵蚀、裂缝、水工机械衰损、水库淤积等因素的影响,有的老化病害比较严重,个别曾影响到大坝的安全稳定。经过维修加固和科学调度,这些大坝如今运行状态仍属正常,没有因老化病害致使承载能力和使用功能丧失而退出运行的事例。需继续加强影响大坝耐久性因素的分析研究,将工程治理措施与适当调整运行方式相结合,及时消除重大老化病害,避免或减少大坝耐久性遭受损害,以延长大坝的正常使用寿命。

在役混凝土梁桥时变可靠度评估技术研究综述

管理和养护桥梁需要准确把握线路上每座桥梁的现实状态,可靠度评估技术是达到这一目的的有效途径。总结在役混凝土梁桥研究中关于承载能力极限状态时变可靠度、正常使用极限状态时变可靠度、疲劳可靠度及系统可靠度等方面取得的成果,分析各项研究中存在的不足和可能进一步发展的研究方向,为在役混凝土梁桥时变可靠度评估技术的深入研究提供借鉴。

高温后长龄期在役混凝土抗压强度研究及微观分析

为了研究高温后长龄期在役混凝土损伤及微观变化特征,通过对龄期在20年以上的钢筋混凝土结构取样,进行在役混凝土高温试验,提出高温后在役混凝土残余抗压强度变化规律,建立在役混凝土残余抗压强度与不同温度之间的拟合回归公式,利用热重(TG)及扫描电镜观察,分析了高温后在役混凝土物相及微观形貌随受火温度的变化情况。研究结果表明:高温后在役混凝土残余抗压强度变化规律与实验室新浇筑混凝土类似,相比而言,当受火温度T≤300℃时,在役混凝土相对残余抗压强度略低;当T>700℃时,在役混凝土相对残余抗压强度较高,所得结论可为实际工程中长龄期在役混凝土结构高温后的损伤评估提供参考依据。

在役混凝土拱桥承载能力的鉴定与评估

为检验在役混凝土拱桥的承载能力与动力特性,对某净跨为134.7m的拱桥进行荷载试验。测试结构静态的应变、桥面挠度、拱肋挠度、吊索变形、吊索索力等结构静力反应。同时,测试了结构自振频率、动挠度及加速度等结构动力反应,根据动挠度计算得出冲击系数。将实测值与理论值进行对比分析。结果表明,应变校验系数在0.7～1.0之间,实测的挠度、吊索索力、频率及冲击系数均小于理论值,说明桥梁具有较好承载力和整体竖向刚度较好。试验方法与分析结果为今后评估与鉴定同类型桥梁提供理论依据和技术参考。

在役混凝土结构现存预应力的研究现状

根据国内外已有的在役混凝土结构现存预应力的研究成果,分析了各种研究方法的特点、适用性及其存在问题,指出了结构现存预应力的研究发展趋势,以期为今后的研究积累经验。

高海拔地区在役混凝土桥梁安全预警研究

为准确评估高海拔地区在役混凝土桥梁的安全状况,对后续的运营及维修加固提供可行方案,采用模糊物元可拓理论对高海拔地区在役混凝土桥梁进行安全预警研究。首先分析混凝土桥梁结构特点及主要病害,结合高海拔地区特殊的地理环境对混凝土桥梁的影响,参考相关规范和高海拔地区桥梁安全事故的调研资料,确定出高海拔地区在役混凝土桥梁安全预警指标体系;采用组合赋权法中的“乘法”集成法,将G1法确定的主观权重和变异系数法确定的客观权重相结合,确定安全预警指标的综合权重;基于物元理论和可拓集合理论建立高海拔地区在役混凝土桥梁安全预警模型,运用模糊综合评判法确定桥梁的安全预警级别,判断出桥梁的安全状况,并给出相应的处理措施。最后通过实际案例,验证该方法的实用性和合理性。结果表明,该方法能够对我国高海拔地区在役混凝土桥梁进行安全预警。

在役混凝土梁桥承载能力影响因素综述

在役混凝土梁桥自服役期以来受到外界环境的影响,各项性能指标不断衰减。桥梁受到环境影响后呈现出很多病害。其中主要表现不过几种,钢筋锈蚀、裂缝开展、混凝土碳化、混凝土表观损伤;而规范规定的无损检测指标氯离子含量、混凝土强度;以上皆为影响其承载力的因素。本文主要分析了各个影响因素的作用机理及对结构的承载李影响。

在役混凝土桥梁结构的动态可靠性评估分析

介绍了钢筋混凝土桥梁构件的动态可靠性评估方法,初步分析了荷载效应概率模型、结构抗力概率模型以及抗力的影响因素,提出动态可靠性理论也可以作为可靠性的预测方法,可以使人们获得任意时点的可靠度,从而应用于桥梁结构的可靠性评估。

在役混凝土T梁疲劳刚度退化及寿命预测方法

为获取在役混凝土T梁疲劳刚度退化规律,开展疲劳寿命预测,基于损伤力学理论构建了考虑开裂损伤的混凝土T梁阶梯刚度模型,通过对3根10 m钢筋混凝土T梁足尺模型进行静力和疲劳破坏试验,获取了疲劳剩余刚度随荷载作用次数的演化规律。引入疲劳损伤系数和刚度退化系数,建立了在役混凝土T梁疲劳寿命预测模型。分析结果表明:随着荷载作用次数的增加,桥梁剩余刚度呈现三阶段衰减,其中疲劳初期和后期阶段衰减较快,但占总寿命比重相对较小,而疲劳中期阶段呈线性稳定退化,约占疲劳总寿命的80%以上,为桥梁服役的主要阶段,疲劳破坏时剩余刚度约为初始刚度的82.7%。最终,针对在役混凝土T梁桥工作性状,提出了在役钢筋混凝土梁桥寿命预测方法,相关研究成果可为此类桥梁寿命预测研究提供理论支持。

在役混凝土桥梁构件可靠性实用评估方法

为了实现对在役混凝土桥梁构件可靠性的快速评估,建立了考虑活载影响修正系数及评估基准期影响的汽车荷载效应概率模型,给出了基于抗力分项系数和界限系数的在役混凝土桥梁构件承载力等级的评定标准。以构件的受力状态、抗力损伤程度、汽车荷载效应与恒载效应之比及评估基准期4个主要因素为依据,通过大量运算提出了在役桥梁构件承载能力可靠性评估方法。依据《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283—1999)中的方法求得一座在役桥梁可靠指标为4.21,对应结构安全等级为二级;采用本文方法得到检算指标为0.994,评价结果为二类,与规范评定的结果接近,表明该方法简便、可行。

基于可靠性的在役混凝土结构剩余使用寿命预测

根据可靠性理论提出了基于可靠性的在役混凝土结构剩余使用寿命的评估准则 ;结合在役混凝土结构荷载与抗力随时间变化的特点 ,分析了在役结构动态可靠度的变化 。

在役混凝土桥梁结构耐久性随机抽样评估方法

评估费用与精度的关系是评价在役混凝土桥梁结构耐久性评估是否满足要求的关键所在。以在役混凝土桥梁结构耐久性三层次多指标评估模型为基础,研究了分层随机抽样理论在耐久性评估中的应用问题。探讨了评估费用、评估精度与样本量之间的关系,给出了总样本量及其在各层的最优分配计算公式,以及等级评分值的置信区间。同时分析比较了最优分配与比例分配和指定分配法的优劣。实际工程应用表明:基于最优分配的分层随机抽样法,能够在评估费用与评估精度之间取得较满意的结果。对于精度要求不高的工程,可采用比例分配或指定分配。

在役混凝土桥梁非平稳抗力劣化模型建立与更新

为建立在役混凝土桥梁结构构件非平稳随机抗力劣化模型,并通过后验更新解决劣化模型与实际结构劣化特征的匹配问题,首先,联系在役混凝土桥梁结构实际劣化特征,基于Gamma随机过程推导并建立了初始抗力劣化模型,对初始模型所存在的问题进行探讨;其次,以初始模型吸收融合结构近期实际劣化状态为原则,以结构特定时刻劣化状态的确定为基础,构建了初始抗力劣化模型的后验更新流程;再次,联合非确定性层次分析法(NAHP)与实数遗传算法(RGA)建立了基于定期外观检测数据的特定时刻抗力劣化系数评定方法,为确保该评定方法为初始抗力劣化模型更新提供准确可靠的劣化数据,采用室内模型梁加载试验对所建立评定方法的准确性、适用性进行验证;最后,以一座在役25年的混凝土桥梁为例,基于所建立的分析方法框架,阐述了其一片内梁抗弯承载力劣化模型的建立与后验更新过程。结果发现:基于特定时刻抗力劣化系数评定方法所得到的劣化系数分析结果与试验值的误差介于2.83%~6.24%之间,由该方法所得到的特定时刻抗力劣化系数可应用于初始劣化模型的后验与更新,经过初始劣化模型的后验与更新,所得到的后验模型由于吸收了结构近期的实际劣化状态,在抗力劣化进程描述方面较初始模型具有更高的准确性和更好的匹配性。