[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的梁式橋評(píng)估的條件概率的求解方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110485547.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113094843B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李忠龍;李順龍;張峣;陳曉偉;邴皓楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/17
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/17;G06F30/27;G06Q10/06;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的梁式橋評(píng)估的條件概率的求解方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

S1：確定影響梁式橋各項(xiàng)安全性能的環(huán)境因素；

S2：構(gòu)建梁式橋結(jié)構(gòu)的多層評(píng)估網(wǎng)絡(luò)；

S2中所述多層評(píng)估網(wǎng)絡(luò)為三層次結(jié)構(gòu)模型，包括目標(biāo)層、子目標(biāo)層以及觀測(cè)層；所述目標(biāo)層為鋼筋混凝土梁式橋各種安全性能的等級(jí)劃分，所述子目標(biāo)層為鋼筋混凝土材料性能折減的判定，所述觀測(cè)層為各種通過(guò)試驗(yàn)手段量化的環(huán)境因素指標(biāo)；

S3：根據(jù)S2中所述網(wǎng)絡(luò)中的各根節(jié)點(diǎn)因素進(jìn)行試驗(yàn)，確定環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)參量；

S4：得出各根節(jié)點(diǎn)的分布信息與一階矩信息；

S5：選取材料劣化模型，定義網(wǎng)絡(luò)第二層節(jié)點(diǎn)失效的判斷依據(jù)；

利用試驗(yàn)測(cè)得的環(huán)境數(shù)據(jù)參量，選用鋼筋材料與混凝土材料的劣化模型，所述混凝土材料的劣化模型為桀田佳寬模型，鋼筋材料的鋼筋銹蝕模型為均勻銹蝕與局部銹蝕相結(jié)合的模型，鋼筋材料與混凝土材料的劣化模型表達(dá)式如下：

混凝土：

鋼筋：

均勻銹蝕：

局部銹蝕：

式中：

f_c為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度；

f_c(t)為t時(shí)刻的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度；

N為隨機(jī)變量服從正態(tài)分布；

t為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)服役時(shí)間年；

為混凝土養(yǎng)護(hù)28天強(qiáng)度均值；

為混凝土養(yǎng)護(hù)28天強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差；

為混凝土服役t年后強(qiáng)度均值；

為混凝土服役t年后強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差；

A₀為鋼筋初始面積；

A_c(t)為t時(shí)刻鋼筋剩余面積；

r(u)d為鋼筋銹蝕速率；

R為局部銹蝕的不均勻系數(shù)；

ρ為鋼筋面積損失率；

p(t)為鋼筋銹蝕深度；

T_i為鋼筋開(kāi)始發(fā)生銹蝕時(shí)的時(shí)間

du為積分變量，防止與積分上下限符號(hào)t重復(fù)應(yīng)用造成混亂；

A_u(t)為t時(shí)刻均勻銹蝕鋼筋剩余面積；

A_p(t)為t時(shí)刻局部銹蝕鋼筋剩余面積；

S6：求解網(wǎng)絡(luò)第二層節(jié)點(diǎn)的失效概率分布列，并統(tǒng)計(jì)記錄第二層模擬結(jié)果；

S7：分別提煉評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)安全性、使用性以及耐久性的極限狀態(tài)方程；

S8：求解出在網(wǎng)絡(luò)第二層節(jié)點(diǎn)的各種狀態(tài)條件下的條件概率的分布列，為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供數(shù)據(jù)支撐；

S9：基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建橋梁評(píng)估網(wǎng)絡(luò)；

S10：將S8中計(jì)算所得出的條件概率作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)，繼而對(duì)造成橋梁安全性能失效的主要環(huán)境因素進(jìn)行反向診斷，評(píng)估事故致因。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的梁式橋評(píng)估的條件概率的求解方法，其特征在于：S7中所述評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)安全性極限狀態(tài)的方程如下：

Z₁＝M_u-M_d

式中：

Z₁為評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)安全性功能的函數(shù)；

M_u為主梁承載能力；

M_d為荷載造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的梁式橋評(píng)估的條件概率的求解方法，其特征在于：S7中所述評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)使用性極限狀態(tài)的方程如下：

式中：

Z₂為評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)適用性功能的函數(shù)；

L₀為主梁計(jì)算跨徑；

f為橋梁截面撓度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的梁式橋評(píng)估的條件概率的求解方法，其特征在于：S7中所述評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)的方程如下：

Z₃＝0.2-ω

式中：

Z₃為評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性功能的函數(shù)；

ω為最大裂縫寬度。