[發(fā)明專利]基于技術(shù)狀態(tài)評(píng)定結(jié)果的橋梁劣化評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611147571.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN106934207B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝天之;謝肖禮;王龍林;陳齊風(fēng);于孟生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西交通科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄭進(jìn)城

本發(fā)明公開了基于技術(shù)狀態(tài)評(píng)定結(jié)果的橋梁劣化評(píng)估方法，采用橋梁建成時(shí)的技術(shù)狀態(tài)評(píng)分、同類型橋梁統(tǒng)計(jì)使用壽命及橋梁營(yíng)運(yùn)使用時(shí)間3個(gè)參數(shù)，建立了可以描述橋梁建成進(jìn)入營(yíng)運(yùn)期后，同時(shí)考慮環(huán)境、荷載及材料特性變化的橋梁技術(shù)狀態(tài)劣化過程模型。利用本發(fā)明的橋梁技術(shù)狀態(tài)劣化模型進(jìn)行橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估及預(yù)測(cè)，可以有針對(duì)性的對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)、維修及加固，保證維修、加固、改造規(guī)模的合理性，并有效地延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，這對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)安全、可持續(xù)運(yùn)營(yíng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展均有重要的實(shí)踐意義和現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁檢測(cè)、評(píng)定、養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于技術(shù)狀態(tài)評(píng)定結(jié)果的橋梁劣化評(píng)估方法。

背景技術(shù)

橋梁都經(jīng)歷著建設(shè)、服役、功能退化、報(bào)廢的過程。在使用過程中，隨著時(shí)間推移，在內(nèi)部或外部、或自然的不利因素作用下，將發(fā)生材料的老化與結(jié)構(gòu)損傷，這種老化、損傷的積累將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)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(huì)加速衰退。由于橋梁由鋼和混凝土等材料構(gòu)成，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，在役的橋梁的劣化有相似的規(guī)律，研究預(yù)測(cè)橋梁將來的技術(shù)狀態(tài)顯得十分重要。為了能更好的預(yù)測(cè)橋梁服役狀態(tài)和剩余壽命，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度劣化模型進(jìn)行了研究，但有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)劣化模型的資料及文獻(xiàn)還比較少。

如《中外公路》期刊上公開發(fā)表的論文“混凝土橋梁劣化模型研究”針對(duì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，結(jié)合生效函數(shù)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(jié)合我國(guó)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)分析給出了其中的參數(shù)取值，無維修時(shí)基本兩階段非線性模型表達(dá)式見式(1)。

β(t)＝β-α(t-t_I)F(t_I) (1)

式(1)中：β為橋梁結(jié)構(gòu)建成初的可靠度；t_I為橋梁結(jié)構(gòu)開始劣化的時(shí)間，以年為單位；α為橋梁結(jié)構(gòu)無維修時(shí)的結(jié)構(gòu)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(jiǎn)明、方便。

如《世界橋梁》期刊上公開發(fā)表的論文“基于性能劣化分析的鋼橋維護(hù)策略優(yōu)化研究”綜合考慮了環(huán)境、荷載等影響因素，用可靠度指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)表示橋梁技術(shù)狀態(tài)，引入改進(jìn)的Logistic動(dòng)態(tài)粒子群優(yōu)化算法、Monte-Carlo模擬，提出橋梁服役過程中，可靠指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)的一次及二次非線性劣化模型，建立橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度指標(biāo)計(jì)算模型式(2)：

式(2)中：β為橋梁結(jié)構(gòu)建成初的可靠度，t_I為橋梁結(jié)構(gòu)開始劣化的時(shí)間，以年為單位；E_I為環(huán)境影響系數(shù)，S_E為等效損傷系數(shù)；α₁為根據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)及交通量發(fā)展?fàn)顩r確定的可靠度指標(biāo)損傷累積系數(shù)。

如《鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)》期刊上公開發(fā)表的論文“劣化橋梁概率維護(hù)模型和維護(hù)方案成本優(yōu)化研究”中建立了如下橋梁技術(shù)狀態(tài)指標(biāo)的非線性模型：

式(3)中：C為橋梁結(jié)構(gòu)建成初始狀態(tài)指標(biāo)；t_CI為橋梁狀態(tài)指標(biāo)開始劣化時(shí)間，以年為單位；α₂為橋梁結(jié)構(gòu)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(shí)際值偏差較大，使得評(píng)估工作準(zhǔn)確度和可信度不夠高。為了對(duì)進(jìn)行橋梁技術(shù)狀態(tài)準(zhǔn)確評(píng)估及預(yù)測(cè)，可以有針對(duì)性的對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)、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(guī)模的合理性，使橋梁保持良好的技術(shù)狀態(tài)，并一定程度上延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，這對(duì)于橋梁安全壽命、可持續(xù)運(yùn)營(yíng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展均有重要的實(shí)踐意義和現(xiàn)實(shí)意義。因此，為解決上述問題急需一種橋梁技術(shù)狀態(tài)劣化評(píng)估方法，以便記錄、描述、預(yù)測(cè)橋梁技術(shù)狀態(tài)劣化規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容