本书是重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室、山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心等资助的研究成果。本书较详细地介绍了混凝土梁桥养护决策理论，是作者团队近10年关于混凝土梁桥养护决策理论的阶段成果。本书共7章，内容包括：绪论、钢筋混凝土桥梁劣化机理、结构可靠度理论、桥梁养护全寿命周期成本分析法、基于可靠度的桥梁维修理论、钢筋混凝土梁桥维修优化及示例等内容。
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目录
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第1章 绪论 1
1.1 桥梁养护现状 1
1.2 可靠度分析在桥梁实际工程中的应用 3
1.3 寿命成本分析在桥梁实际工程中的应用 4
1.4 桥梁维修优化 6
参考文献 9
第2章 钢筋混凝土桥梁劣化机理 12
2.1 碳化影响钢筋锈蚀 12
2.1.1 锈蚀机理 12
2.1.2 影响因素 13
2.1.3 使用寿命 16
2.2 氯盐影响钢筋锈蚀 17
2.2.1 锈蚀机理 17
2.2.2 锈蚀过程 18
2.2.3 影响因素 19
2.2.4 氯离子的临界含量与扩散 21
2.2.5 使用寿命 23
参考文献 24
第3章 结构可靠度理论 25
3.1 构件可靠度分析的基本概念 25
3.1.1 构件的可靠度和失效概率 25
3.1.2 构件的可靠指标和可靠度分析方法 27
3.2 构件的时变可靠度计算 29
3.3 贝叶斯更新的基本原理 31
3.3.1 贝叶斯的基本概念 31
3.3.2 基于检测信息的贝叶斯更新 32
3.4 可靠度的计算方法 33
3.4.1 可靠度的一般计算方法 33
3.4.2 结构体系的可靠度 35
3.4.3 结构时变可靠度分析 37
参考文献 40
第4章 桥梁养护全寿命周期成本分析法 41
4.1 基本概念 41
4.1.1 全寿命周期 41
4.1.2 全寿命周期成本 42
4.1.3 资金的时间价值 42
4.2 桥梁养护寿命周期成本分析方法 43
4.2.1 寿命周期成本分析的意义 43
4.2.2 寿命周期成本分析的过程 44
4.3 桥梁养护寿命周期成本构成 45
4.3.1 机构成本 45
4.3.2 用户成本 48
4.3.3 环境成本 49
4.3.4 风险成本 49
4.4 桥梁运营维修策略 49
4.4.1 桥梁维修策略及等级划分 50
4.4.2 维修事件树 53
4.5 桥梁寿命期成本优化 55
参考文献 57
第5章 基于可靠度的桥梁维修理论 59
5.1 桥梁维修的可靠指标 59
5.2 桥梁维修策略及等级划分 61
5.3 桥梁全寿命周期维修成本优化 65
5.3.1 桥梁全寿命周期维修成本 66
5.3.2 桥梁全寿命周期维修成本优化决策 69
5.4 Pareto双目标遗传算法 72
5.4.1 遗传算法的工作原理 72
5.4.2 Pareto最优曲面 74
5.4.3 最优维修与MATLAB优化工具箱实现 76
5.5 混凝土结构的不同失效准则 77
5.5.1 混凝土的碳化 77
5.5.2 混凝土的氯离子侵蚀 79
5.5.3 钢筋锈蚀导致混凝土保护层开裂 81
5.6 单构件的年失效率和预期年失效率计算 83
5.6.1 维修事件树和维修概率的确定 84
5.6.2 年失效率和预期年失效率 85
5.7 结构系统的年失效率和预期年失效率分析 90
5.7.1 串联、并联、混联系统模型及失效域 90
5.7.2 结构系统的年失效率和预期年失效率 91
5.7.3 结构系统的预期年失效率和累计成本的维修优化 97
参考文献 101
第6章 钢筋混凝土梁桥维修优化 103
6.1 基于马尔可夫链与风险的维修优化 103
6.1.1 桥梁状况预测 103
6.1.2 马尔可夫过程介绍 104
6.1.3 马尔可夫预测模型的建立 105
6.1.4 维修效果 107
6.1.5 风险量化 108
6.1.6 维修成本计算 109
6.2 基于桥梁可靠度与状况指标的维修优化 110
6.2.1 桥梁劣化模型 110
6.2.2 桥梁维修措施效果模型 113
6.2.3 桥梁维修优化模型 113
6.2.4 桥梁维修策略优化模型 118
6.2.5 桥梁维修优化模型求解 119
6.3 基于最优年均费用的维修优化 120
6.3.1 计算公式 121
6.3.2 示例分析 122
6.3.3 参数分析 124
6.4 基于双目标遗传算法的维修优化 126
6.4.1 遗传算法分析 126
6.4.2 基于预期失效概率的优化分析 130
6.4.3 基于预期总风险的系统优化计算分析 140
6.5 基于检测的桥梁构件的维修 146
6.5.1 桥梁构件的检测与维修 146
6.5.2 桥梁构件检测与维修的费用 147
6.5.3 最优维修时机的确定 149
参考文献 152
第7章 钢筋混凝土梁桥维修优化示例 154
7.1 基于马尔可夫链与风险的维修优化示例 154
7.1.1 工程概况 154
7.1.2 基本参数取值 155
7.1.3 计算结果 156
7.2 基于桥梁可靠度与状况指标的维修优化案例 160
7.2.1 基本参数取值 160
7.2.2 基于单指标的维修优化 163
7.2.3 基于双指标的维修优化 165
7.2.4 组合维修优化 167
7.3 基于预期年失效率和累计成本的维修策略优化案例 170
7.3.1 工程概况及有限元模型 170
7.3.2 年失效概率和年失效率的计算及分析 172
7.3.3 维修事件树和维修概率 179
7.3.4 双目标全寿命维修优化分析 182
7.4 基于可靠度的钢筋混凝土梁桥养护优化示例 185
7.4.1 工程概况及有限元模型 185
7.4.2 可靠度的计算 186
7.4.3 基于预期失效概率的优化 189
7.4.4 基于预期总风险的优化 194
7.5 石龙门大桥养护优化示例 196
7.5.1 工程概况 196
7.5.2 不检测只维修策略 197
7.5.3 桥梁构件检测的可靠度分析 200
7.5.4 桥梁构件检测的维修策略分析 208
参考文献 210
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