[發明專利]基于前一年技術狀態的改進型橋梁劣化評估方法

有效

• 申請號: 201611146687.5
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN107341282B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 王龍林;高建明;劉世建;楊雨厚;陳齊風;黎力韜;于孟生;桂濤鋒;張磊;王海華;郝天之;謝軍
• 申請（專利權）人: 廣西交通科學研究院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 11489 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄭進城

本發明公開了基于前一年橋梁技術狀態的改進型自然劣化評估方法，采用橋梁建成時的技術狀態評分、橋梁技術狀態無劣化的時間、同類型橋梁統計使用壽命及橋梁營運使用時間4個參數，建立了可以描述橋梁建成進入營運期后，同時考慮環境、荷載及材料特性變化的橋梁技術狀態劣化過程模型。利用本發明的橋梁技術狀態劣化模型進行橋梁技術狀態評估及預測，可以有針對性的對橋梁進行檢測、養護、維修及加固，保證維修、加固、改造規模的合理性，使橋梁保持良好的技術狀態，這對于橋梁結構安全、可持續運營和社會經濟發展均有重要意義。

技術領域

本發明屬于橋梁檢測、評定、養護領域，尤其涉及基于前一年技術狀態的改進型橋梁劣化評估方法。

背景技術

橋梁都經歷著建設、服役、功能退化、報廢的過程。在使用過程中，隨著時間推移，在內部或外部、或自然的不利因素作用下，將發生材料的老化與結構損傷，這種損傷的積累將導致結構性能劣化，可靠性降低，在不維修加固的情況下，它的功能必然會加速衰退。由于橋梁由鋼和砼等基本材料構成，經過統計分析，對于新建和在役的橋梁，其劣化有相似的規律，研究預測橋梁將來的可靠性與狀態顯得十分重要。為了能更好的預測橋梁服役狀態和剩余壽命，國內外很多學者對橋梁結構的可靠度劣化模型進行了研究，但有關橋梁結構技術狀態劣化模型的資料及文獻還比較少。

如《中外公路》期刊上公開發表的論文“混凝土橋梁劣化模型研究”針對混凝土橋梁結構，結合生效函數建立了兩段、三段線性劣化模型、n段線性與非線性劣化模型，結合我國的規范和標準分析給出了其中的參數取值，無維修時基本兩階段非線性模型表達式見式(1)。

β(t)＝β。-α(t-t_I)F(t_I) (1)

式(1)中：β。為橋梁結構建成初的可靠度；t_I為橋梁結構開始劣化的時間，以年為單位；α為橋梁結構無維修時的結構可靠度劣化率。該橋梁的劣化模型使維修決策工作變得更加簡明、方便。

如《世界橋梁》期刊上公開發表的論文“基于性能劣化分析的鋼橋維護策略優化研究”綜合考慮了環境、荷載等影響因素，用可靠度指標、狀態指標表示橋梁技術狀態，引入改進的Logistic動態粒子群優化算法、Monte-Carlo模擬，提出橋梁服役過程中，可靠指標、狀態指標的一次及二次非線性劣化模型，建立橋梁結構時變可靠度指標計算模型式(2)：

式(2)中：β。為橋梁結構建成初的可靠度，t_I為橋梁結構開始劣化的時間，以年為單位；E_I為環境影響系數，S_E為等效損傷系數；α₁為根據結構應力狀態及交通量發展狀況確定的可靠度指標損傷累積系數。

如《鐵道科學與工程學報》期刊上公開發表的論文“劣化橋梁概率維護模型和維護方案成本優化研究”中建立了如下橋梁技術狀態指標的非線性模型：

式(3)中：C。為橋梁結構建成初始狀態指標；t_CI為橋梁狀態指標開始劣化時間，以年為單位；α₂為橋梁結構劣化率。

上述模型不僅可用于新建成的橋梁，亦可用于服役多年的舊橋，但其劣化模型估值與實際值偏差較大，使得評估工作準確度和可信度不夠高。為了對進行橋梁技術狀態準確評估及預測，可以有針對性的對橋梁進行檢測、養護、維修及加固，做到人力、物力資源有的放矢，保證維修、加固、改造規模的合理性，使橋梁保持良好的技術狀態，并一定程度上延長橋梁的使用壽命，這對于橋梁安全壽命、可持續運營和社會經濟發展均有重要的實踐意義和現實意義。因此，為解決上述問題急需一種橋梁技術狀態劣化評估方法，以便記錄、描述、預測橋梁技術狀態劣化規律。

發明內容