桥梁结构体系运营期风险评估方法研究

论文摘要

桥梁结构所存在的环境相当复杂,存在着很多风险灾害,对桥梁产生不利影响甚至是造成倒塌事故。因此,在桥梁建设飞速发展的同时,对桥梁进行风险评估是十分必要的。相对而言,桥梁风险评估的研究工作起步较晚,至今尚未形成完整的理论体系和计算方法。本文主要针对风险评估的计算方法进行了探索和研究,主要包括以下几个方面的工作:(1)分析了各种风险评估方法,将不确定型层次分析法引用到桥梁风险评估领域中,建立了桥梁风险评估方法,这种分析方法主要用于桥梁各种风险因素的综合评判,求得各种风险因素的权重值。(2)将群判断的可信度法和集值统计原理结合使用对评估结构进行分析处理,可以最大地减小专家打分带来的主观因素影响,使计算所得的权重比例更为客观。(3)对国内外桥梁灾害事件进行了统计分析,通过风险辨识,建立了风险因素识别筛选体系,在很大程度上减少了桥梁风险评估的计算量。(4)研究了风险后果等级的确定方法,建立了基于结构可靠度理论的风险后果等级的判定模型,根据结构体系的可靠指标来确定风险后果等级。在这一过程中,通过有限元分析软件将风险因素转化为荷载的形式,计算得到了桥梁结构的内力分布图,确定了可能出现失效的截面作为控制截面,根据可靠度理论计算出了整座桥梁在风险因素作用下的可靠指标,以此为依据对风险后果进行定性的分级。通过上述工作,提出了桥梁风险评估方法,并将其应用于工程实际,对桥梁风险评估的理论体系进行了新的探索。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的背景和意义
• 1.1.1 桥梁工程风险评估研究的背景
• 1.1.2 桥梁工程风险研究的目的和意义
• 1.1.3 桥梁工程风险评估研究的内容
• 1.2 国内外研究水平和现状
• 1.2.1 国外的研究现状
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.3 桥梁风险评估研究存在的问题
• 1.3.1 体系研究方面的问题
• 1.3.2 基础理论研究方面的问题
• 1.3.3 实用方法研究方面的问题
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 桥梁风险评估的理论基础和数学方法
• 2.1 桥梁风险评估的理论研究
• 2.1.1 桥梁事故规律研究
• 2.1.2 损失模型研究
• 2.1.3 概率模型研究
• 2.1.4 决策模型研究
• 2.2 桥梁风险评估方法
• 2.2.1 常用的风险评估方法
• 2.2.2 层次分析法的概念和缺陷
• 2.2.3 层次分析法的推广—不确定型层次分析法
• 2.2.4 不确定型判断矩阵权重和误差的计算
• 2.3 群判断的可信度分析
• 2.3.1 群判断相似性的计算
• 2.3.2 群判断差异性的计算
• 2.3.3 群判断可信度的计算
• 2.4 集值统计原理的应用
• 2.4.1 区间数随机集及其影落
• 2.4.2 重心决策理论
• 2.5 小结
• 第三章 桥梁风险因子等级的确定
• 3.1 桥梁风险因子的等级确定的基本方法
• 3.1.1 桥梁风险因子的辨识
• 3.1.2 桥梁风险因子确定的方法
• 3.2 桥梁风险基础概率模型的研究
• 3.2.1 自然灾害风险事态的基础概率模型
• 3.2.2 人为灾害风险事态的基础概率模型
• 3.2.3 风险概率等级的确定
• 3.3 风险后果等级的确定方法
• 3.3.1 可靠度理论的基本概念
• 3.3.2 结构可靠度分析的基本方法
• 3.3.3 结构体系的可靠度分析
• 3.3.4 风险因子等级的分级标准
• 3.4 模糊理论在风险因子等级确定中的应用
• 3.4.1 模糊评价的基本概念
• 3.4.2 模糊评价的具体内容
• 3.5 小结
• 第四章 桥梁风险评估方法的应用研究
• 4.1 工程概况
• 4.1.1 工程特点
• 4.1.2 风险评估的重要性
• 4.1.3 地理位置及水文条件
• 4.1.4 桥型和桥跨布置
• 4.1.5 健跳大桥的风险因子辨识
• 4.2 健跳大桥地震风险因素等级的确定
• 4.2.1 地震荷载效应值的计算
• 4.2.2 结构抗力效应值的计算
• 4.2.3 桥梁结构体系可靠指标的计算
• 4.2.4 风险因子等级的判定
• 4.3 健跳大桥风灾害风险因素等级的确定
• 4.3.1 健跳大桥动力特性的计算
• 4.3.2 风灾害风险因素等级的判定
• 4.4 健跳大桥船撞桥灾害风险因素等级的确定
• 4.4.1 船撞桥灾害风险概率模型
• 4.4.2 船撞桥灾害风险风险后果模型
• 4.4.3 船撞桥灾害风险因素等级的判定
• 4.5 健跳大桥风险的综合评判
• 4.5.1 风险因子的筛选
• 4.5.2 风险因子权重的计算
• 4.5.3 健跳大桥风险评估结果的计算
• 4.6 小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目