钢桥面铺装层使用性能评价及养护决策研究

摘要

目前,国内外钢桥面铺装进入大规模使用期,但是,无论采用何种桥梁结构或铺装材料,其铺装层都不可避免地会出现病害。对钢桥面铺装层的使用性能进行准确的评价和预测就显得非常必要。如果在铺装层还没有出现较大程度的损坏时,就采取预防性养护措施,用以保护桥面铺装层,防止病害的进一步扩展,这对于有效延长铺装层的使用寿命、合理分配建设资金以及做好养护决策工作都有着非常重要的现实意义与应用价值。钢桥面铺装层使用性能评价方法研究目前在国内外相关研究领域仍然是空白。由于钢桥面铺装层的材料、工作方式、病害机理等与普通沥青路面有较大差别,因此传统的把桥面铺装纳入路面进行综合评价的方法显然不合适。本文对适合钢桥面铺装层的评价指标体系进行了研究,在此基础上,建立了钢桥面铺装层使用性能的评价模型和预测模型。这些模型为建立铺装层的决策模型提供了参考。 ⑴在对钢桥面铺装层病害类型进行分类的基础上,通过分析路面使用性能的评价指标体系,结合钢桥面铺装层自身的受力特性和病害特点,建立了适合钢桥面铺装层的使用性能评价指标体系--裂缝、车辙、平整度和抗滑性能。引入光纤在铺装层裂缝监测中的研究成果,参考路面各指标的分级标准,充分考虑铺装层本身的构造特性,建立了铺装层使用性能指标的分级标准。 ⑵在对路面使用性能各评价方法的优缺点及适用范围进行分析的基础上,选取了将模糊理论、神经网络和遗传算法三种智能化方法相结合,形成了基于遗传算法的模糊神经网络评价模型。通过实例分析表明,这种评价模型能充分发挥三种方法各自的优势,避免各自的缺陷,是一种有效、实用、科学的评价方法,将其用于钢桥面铺装层使用性能的评价是科学合理的。 ⑶在对路面使用性能各预测方法的优缺点及适用范围进行分析比较的基础上,考虑到当前钢桥面铺装层研究不够深入的现状,优选了BP神经网络建立了钢桥面铺装层使用性能预测模型。结果表明,该模型能够实现对铺装层使用性能的预测,但模型还略显粗糙,有待进一步的完善。 ⑷在对铺装层的养护进行分类的基础上,阐述了铺装层性能的调查方法,确定了铺装层的养护质量标准及养护对策；在介绍铺装层工程经济分析方法和决策优化方法的基础上,对钢桥面铺装层养护管理系统进行了初步的探讨。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1大跨径钢桥梁铺装发展概况

1.1.2钢桥面铺装层病害情况

1.1.3研究钢桥面铺装层使用性能评价及养护决策的意义

1.2国内外研究概况

1.3研究的主要目标

1.4研究的主要内容

1.5研究的技术路线

参考文献

第二章钢桥面铺装层使用性能评价指标及评价方法

2.1钢桥面铺装层病害及分类

2.1.1钢桥面铺装层常见病害

2.1.2钢桥面铺装层病害分类

2.2钢桥面铺装层使用性能评价指标

2.2.1路面使用性能评价指标

2.2.2钢桥面铺装层使用性能评价指标

2.2.3钢桥面铺装层使用性能评价指标分析

2.3多指标综合评价方法

2.3.1路面使用性能评价方法

2.3.2综合评价方法的结合

2.3.3本文采用评价方法

2.4本章小结

参考文献

第三章钢桥面铺装层使用性能评价

3.1人工神经网络基本理论

3.2模糊逻辑控制基本理论

3.2.1模糊逻辑控制系统的基本结构

3.2.2模糊逻辑控制系统的基本原理

3.2.3基于T-S模型的模糊神经网络

3.3人工神经网络和模糊理论的融合——模糊神经网络

3.3.1人工神经网络与模糊理论的结合形式

3.3.2模糊神经网络的缺陷及遗传算法的引入

3.4遗传算法基本理论

3.5三种智能方法的融合——基于遗传算法的模糊神经网络

3.5.1遗传算法优化模糊神经网络的方式

3.5.2基于遗传算法的模糊神经网络模型

3.5.3基于遗传算法的模糊神经网络模型的建立

3.6基于遗传算法的模糊神经网络模型在铺装层使用性能评价中的应用

3.6.1评价模型的建立

3.6.2样本数据的选择

3.6.3训练结果

3.6.4评价模型的运行

3.6.5评价模型的改进

3.7本章结论

参考文献

第四章钢桥面铺装层使用性能预测

4.1路面使用性能预测模型及适用性

4.1.1路面使用性能预测模型

4.1.2路面性能预测模型的适用性

4.2钢桥面铺装层使用性能预测模型

4.3影响钢桥面铺装层使用性能变化的因素

4.4 BP神经网络在钢桥面铺装层性能预测中的应用

4.4.1钢桥面铺装层使用性能预测模型基本参数

4.4.2钢桥面铺装层使用性能预测模型的实现

4.4.3神经网络模型和回归模型的比较

4.5本章小结

参考文献

第五章钢桥面铺装层养护决策与养护管理系统

5.1钢桥面铺装层养护工程的分类

5.1.1铺装层的预防性养护

5.1.2铺装层的矫正性养护

5.1.3铺装层的重建

5.2钢桥面铺装层调查方法

5.2.1日常检查

5.2.2定期检查

5.3钢桥面铺装层养护质量标准与养护对策

5.3.1养护质量标准

5.3.2钢桥面铺装层养护对策选择

5.4铺装层工程经济分析与决策优化

5.5钢桥面铺装层养护管理系统

5.5.1路面管理系统及路面养护管理系统

5.5.2钢桥面铺装层养护管理系统

5.5.3钢桥面铺装层养护管理系统构成

5.6本章总结

参考文献

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

致谢

攻读硕士期间发表论文