空心板桥多目标最优养护时机分析方法

为同时实现桥梁性能提升、安全储备以及养护成本等多方面的优化目标,提出了基于多目标布谷鸟算法的空心板桥最优养护时机分析方法。基于237座桥梁样本数据的统计分析,首先,以预防性养护可大幅提升桥梁服役性能为基础,利用等维新息无偏灰色马尔可夫模型探究了桥梁技术状况时变规律,建立了桥梁技术状况退化模型。其次,为保证桥梁养护后的安全储备,从历史数据统计的角度考虑了桥梁的冗余度,引入了基于失效概率的桥梁冗余度指标。再次,采用寿命周期成本分析为桥梁提供所有的成本计划,以最大程度地实现成本资源合理配置,结合公路养护工程预算定额标准,提出了桥梁预防性养护成本计算方式。然后,以桥梁技术状况、冗余度和养护成本为目标构建了优化模型,将上部结构和桥面系的养护时间、养护次数作为设计变量,利用多目标布谷鸟算法获取了最优养护时机。最后,针对某服役15 a的预应力混凝土空心板桥,分析了该桥的最优养护时机,验证了所提方法的可行性与有效性。结果表明:所提方法能够给出多种备选养护方案,以供管养单位从桥梁性能、安全度、养护成本多角度进行最优养护时机的综合决策,为桥梁的预防性养护提供参考。

桥梁退化模型及养护时机研究综述

为了准确把握桥梁结构性能退化规律,实现桥梁养护决策精准化、科学化,综述了桥梁性能退化的模型建立方法以及养护时机优化研究现状。调研了中外学者对桥梁性能退化规律和养护策略的研究成果,从物理模型、回归模型、随机模型、人工智能模型等四个方面分析了桥梁退化预测模型的研究进展,总结了桥梁养护时机优化问题的建立与解决方法。研究表明:神经网络、动态贝叶斯理论对马尔可夫模型修正可确定其最优转移概率从而使预测精度提高;高效的优化算法如布谷鸟搜索、多目标优化混合算法等可提高计算效率。研究结果可为桥梁科学养护策略提供有益参考。

沥青路面预防性养护时机的确定

预防性养护时机的确定需要精细化的检测手段,采用精细化的损坏指标,研究其发生、发展过程。裂缝损坏考察其宽度、长度、密度;车辙及平整度考察其变形损坏程度;抗滑性能采用SFC分级的方式。裂缝损坏程度是主要损坏判别条件,车辙及平整度变形损坏是分级条件,抗滑性能的标准是损坏选择的参考条件。四者综合判断决定养护时机,分别分析决定养护方案。