既有桥梁生命周期成本决策模型研究

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1、34桥梁建设2011年第4期文章编号：1003-4722(2011)O4—0034-03既有桥梁生命周期成本决策模型研究吴宇蒙，常军(苏州科技学院土木工程学院，江苏苏州215011)摘要：为了合理分配有限的养护资金、确定最佳的维护对策和时机，基于结构可靠性，以既有桥梁的生命周期成本最小化为目标，利用决策树模型和马尔柯夫过程对既有桥梁的维修策略进行分析，结合桥梁的生命周期其他费用，建立桥梁的生命周期成本决策模型，找到桥梁在生命周期各阶段的最佳维护策略。通过计算案例对该模型的使用方法进行了说明。该模型可较全面地考虑到桥梁在生命周期各阶段的状态概率和成本因素，使决策结果更具有实

2、际意义。关键词：既有桥梁；生命周期成本；马尔柯夫过程；决策树；决策模型；桥梁管理中图分类号：U445．7文献标志码：AStudyofaDecisionModelofLifeCycleCostforExistingBridgeWUYu-meng。CHANGJun(SchoolofCivilEngineering，SuzhouUniversityofScienceandTechnology，Suzhou215011，China)Abstract：Forthesakeofrationalallotmentofthelimitedmaintenancefundanddetermi

3、na—tionofthebestmaintenancestrategiesandtime，themaintenancestrategiesforexistingbridgeareanalyzedbymeansofthedecisiontresmodelandMarkovProcessonthebasisofstructuralre—liabilityandbytakingtheminimumlifecyclecostofthebridgeasthegoa1．Withreferencetoothercostsrelatedtothelifecyclecostofthebri

4、dge。adecisionmodelofthelifecyclecostforthebridgeiscreated，thebestmaintenancestrategiesatvariousstagesofthelifecyclesofthebridgearefoundoutandtheutilizationofthemodeliSillustratedaswellbythecalculationexamples．Withthemodel。thestatusprobabilityandcostfactorsofvariousstagesofthelifecyclescan

5、beconsideredcomprehensivelyandthedecisionmadeaccordingtOthemodelwillbeofstillmorepracticalsignificance．Keywords：existingbridge；lifecyclecost；MarkovProcess；decisiontree；decisionmodel；bridgemanagement1引言量桥梁的安全可靠性受到质疑。随着经济的快速发近几十年来，中国的桥梁建设如火如荼，现有各展，人们对桥梁功能的要求也随之提高，对许多现有类桥梁44万余座。目前，许多桥梁已经进入生命

6、的桥梁的功能要求超出了其设计功能，如何制订桥梁中期阶段，有些投入运营不久的桥梁，由于各种病养护、加固方案也越来越受到社会各界的关注，如何因，也出现了钢筋锈蚀、开裂或变形过大等现象，大用有限的资源来维护好现有桥梁、保持桥梁的完好收稿日期：2010—12—06基金项目：江苏省自然科学基金项目(BK2007549)；建设部研究开发项目(2OO8一K2—35)作者简介：吴宇蒙(1978-)，女，讲师，2001年毕业于哈尔滨工业大学工程管理专业，管理学学士，2003年毕业于哈尔滨工业大学管理科学与工程专业，管理学硕：L(wuyumeng@126．corn)。既有桥梁生命周期成本决策

7、模型研究吴宇蒙，常军35工作状态、延长其使用寿命、保障桥梁的行车安全，本递推公式为：是当下桥梁管理者的首要任务。E—min{E斗l+F(C)}(2)目前，桥梁管理的主要发展趋势是引入生命周式中，E斗为递推至第i+1阶段时的最优策略下的期成本分析的理念，Liu、Frangopol、Kong、Luis等成本值；F(G，)为在第i阶段时的方案费用。人提出了在确保桥梁可靠度基础上，使期望的寿命决策树分析必须满足以下假设：①存在2个以周期总成本最小化的桥梁检测、维修养护的一般方上的备选方案(或子方案)；②各方案(或子方案)存法[1]，吴