在役钢筋混凝土桥梁耐久性评估与维修投资决策技术研究

摘要

由于设计、施工、管理方面的原因，在使用若干年后，受环境影响，各种耐久性病害逐步显现，影响了桥梁的安全使用。但目前我国投资重点在基础设施建设上，桥梁的养护资金相对有限，往往不能满足现有桥梁的维修需求。因此，混凝土桥梁的耐久性评估与维修投资决策问题是一个迫切需要解决的问题。对桥梁进行耐久性评估和剩余寿命预测，可以揭示潜在危险，为在役桥梁的维修、加固或拆除提供决策依据，避免重大事故的发生；进行维修投资决策可以制定出经济效益最大的管养计划，合理分配维修资金。本文结合青岛市建设事业科技发展项目：在役桥梁结构耐久性评估与加固技术研究，主要开展了以下几个方面的工作：
　　1.探讨了层次分析法在桥梁耐久性评估中的应用，基于层次分析法将桥梁结构进行离散，将桥梁结构划分为上部结构、下部结构、桥面及附属结构；基于此划分，建立了两层次的桥梁耐久性评估体系。
　　2.将灰色系统理论引入到桥梁耐久性评估中，利用灰色关联分析确定评估体系中各级指标的权重；确定了耐久性评估等级标准；研究了影响混凝土桥梁耐久性的因素，将各因素划分为检测指标与观测指标，确定了检测指标的分级标准，建立了各检测指标的白化权函数，确定了各观测指标灰色评价权向量所对应的评价标准。研究了灰色多层次评价理论在桥梁耐久性评估中的应用。
　　3.总结了结构寿命的分类和评估准则，并着重阐述了耐久性寿命的评估准则。在总结碳化和氯离子侵蚀的机理和相关模型的基础上，对已有的碳化寿命和抗氯离子侵蚀寿命预测的概率模型进行了工程验证。
　　4.对桥梁维修加固项目进行了全寿命成本分析和效益分析；利用经济分析得到的经济指标，按效益—费用增量比对桥梁维修加固项目进行投资决策，为桥梁维修加固提供了一种可量化的决策方法。
　　5.应用Visual Basic编程语言与Access数据库初步开发了桥梁耐久性评估与维修加固投资决策专家系统，对桥梁耐久性评估与投资决策的智能化进行了有益尝试。

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Contents

1 绪论

1.1 概述

1.2 论文研究背景

1.3 本文研究的主要内容

2灰色系统理论基本知识

2.1 灰色系统概述

2.2 灰色系统理论的基本观点[60]

2.3 灰色系统理论的基本概念[60][61][62]

2.4 灰色系统理论的主要内容[2][4]

2.5 桥梁的灰色性分析

2.6 灰色系统理论在综合评价中的应用[61][64]

2.7 本章小结

3 基于多层次灰色评价的桥梁耐久性评估

3.1桥梁耐久性综合评价模型的建立

3.2 评价指标体系的确定

3.3 指标权重的确定

3.4 评估等级标准确定

3.5 耐久性评估指标评价标准的确定

3.6 桥梁耐久性等级的两层次灰色综合评估

3.7 桥梁耐久性评估实例[72][73]

3.8 本章小结

4 钢筋混凝土桥梁耐久性寿命预测

4.1 结构寿命

4.2 混凝土碳化寿命预测

4.3 抗氯离子侵蚀寿命预测

4.4 本章小结

5 桥梁维修加固经济性分析与投资决策

5.1 经济分析的原理与方法[96][97]

5.2 桥梁维修加固项目的全寿命成本分析

5.3 桥梁维修加固经济效益分析[98][99]

5.4 基于效益—费用增量的桥梁维修加固投资决策

5.5 桥梁维修加固投资决策实例

5.6 本章小结

6 桥梁耐久性评估与维修加固投资决策专家系统[101]~[104]

6.1专家系统简介

6.2 桥梁耐久性评估模块

6.3桥梁维修加固投资决策模块

6.4 本章小结

7 主要研究成果与展望

7.1 主要研究成果

7.2 展望

致谢

攻读硕士期间发表论文

参考文献