桥梁生命周期成本优化研究

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1、桥梁生命周期成本优化研究张皓天二零一三年五月图书分类号：P315工学硕士学位论文桥梁生命周期成本优化研究张皓天中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一三年五月图书分类号：P315单位编码：85406学号：2010206工学硕士学位论文桥梁生命周期成本优化研究硕士研究生：张皓天导师：孙景江研究员申请学位级别：工学硕士学位学科：土木工程专业：固体力学研究方向：结构抗震中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一三年五月Master'sDegreeThesisStudyonMaintenanceStrategyofBridgesBasedonL

2、ifeCycleCostAnalysisMasterCandidate:ZhangHaotianTutor:Prof.SunJingjiangSubject:CivilEngineeringSpecialty:SolidMechanicsResearchField:StructuralSeismologyInstituteofEngineeringMechanics，ChinaEarthquakeAdministrationHarbin·ChinaMay,2013摘要摘要桥梁系统对国民经济的发展，以及人民群众的生活都有重要意义。而随着城市

3、化进程的不断加快，对道路交通需求的不断增大，交通运输量、车辆载重等也在不断增加，对交通系统，尤其是桥梁提出了更严峻的挑战。除此之外，桥梁系统还面临着老龄化的巨大压力，如何保障既有桥梁的安全性与可靠度，同时为未来新建桥梁提供可靠的成本分析，是本文关注的主要问题。本文的主要工作包括：1.介绍了桥梁病害的常见成因，并分析、比较了现阶段常用的无损检测方法。通过对比，分析了各种方法的优缺点及适用范围。并以此为基础，依据其使用对象，以桥面系、上部结构、下部结构进行分类，总结了现阶段常用的修复、养护、加固措施，并对其进行了比较。2.依据美国北卡罗来纳州

4、交通部提供的数据，结合专家组对各桥梁构件退化率、养护措施成本等数据的评估，对桥梁构件正常服务状态下的修复、养护介入等级进行了优化分析。结果表明，在充裕预算的条件下，桥梁各部件的修复、养护介入等级都应保持在较高等级。因此，在经济条件允许的情况下，应提高检测频率，并实行预防性养护措施是最为经济、有效的养护方案。3.在以上结果的基础上，依据MartinDyer提出的对偶单纯型的改进线性规划算法，对在有限预算下的修复、养护介入等级进行了优化。结果表明，当预算有限时，应对收益成本比率较高的构件投入更多的重视。从而最大限度的发挥有限预算的作用，保证桥

5、梁整体的安全性与可靠度。关键词：桥梁养护；无损检测；生命周期成本分析IABSTRACTABSTRACTBridgesystemplaysavitalroleforthedevelopmentofnationaleconomy.Withtheacceleratingprocessofurbanization,thedemandforamoreeconomic,efficienttransportationsystembecomesmoreurgent.Therefore,theincreasingtrafficvolume,vehiclel

6、oadsbringschallengesforourbridgesystem.Besides,bridgesystemalsofacesenormouspressuresuchasaging,lackofpropermaintenance.Hence,howtoguaranteethesafetyandreliabilityofexitingbridesaswellashowtoconductreasonablecostanalysisfornewconstructionbecomesthemajorconcernofthispaper.

7、Themaincontentofthispaperinclude:1.Introducedthecommoncausesofbridgeelementdeterioration.AnalysisandcomparisonofcurrentapplicationofNDTmethodsaswellasmaintenance,rehabilitation,repairmethodsareperformedbasedontheobjectsandtestclassification.2.BasedonthedataprovidedbyDepar

8、tmentofTransportation,NorthCarolina,combinedwiththepredictionofdeteriorationrateandmaintenanceco