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基于结构可靠度的在役桥梁剩余价值分析研究
摘要
本文针对在役桥梁进行剩余价值分析的问题，提出了一种基于结构可靠度的方法。该方法首先通过对桥梁的结构进行分析，确定其结构可靠度，并根据结构可靠度和剩余使用寿命对桥梁进行剩余价值评估。实例分析表明，该方法可以有效地提高在役桥梁的利用率、延长其使用寿命和降低维修费用。
关键词：在役桥梁；剩余价值分析；结构可靠度；使用寿命
Abstract
Thispaperproposesamethodofresidualvalueanalysisbasedonstructuralreliabilityforin-servicebridges.Themethodfirstlyanalyzesthestructureofthebridgetodetermineitsstructuralreliability,andevaluatestheresidualvalueofthebridgebasedonthestructuralreliabilityandremainingservicelife.Thecaseanalysisshowsthatthismethodcaneffectivelyimprovetheutilizationrateofin-servicebridges,extendtheirservicelifeandreducemaintenancecosts.
Keywords:In-servicebridge;residualvalueanalysis;structuralreliability;servicelife
1.引言
桥梁是城市道路交通系统的重要组成部分，对于交通的畅通和经济的发展都具有重要意义。由于桥梁建造成本较高，一旦建成后往往需要持续使用多年，因此如何对在役桥梁的剩余价值进行准确评估，判断其使用寿命和价值，对于桥梁的管理和维修具有重要意义。
在桥梁管理中，常采用剩余寿命评估方法辅助决策，但该方法往往只考虑了桥梁的使用寿命，未能全面评估桥梁的价值。因此，有必要对在役桥梁进行剩余价值分析，全面考虑桥梁的使用寿命和价值。
2.剩余价值分析方法
2.1.结构可靠度评估
桥梁的结构可靠度是指桥梁在使用寿命内，承受外部荷载时维持其基本功能和安全性的能力。结构可靠度可通过可靠度分析方法进行评估。可靠度分析是一种基于概率统计理论的分析方法，通过对系统故障率、失效概率、可靠度等指标进行评估，确定系统的可靠性水平。
桥梁可靠度评估的基本步骤为：
(1)确定桥梁的荷载模型，包括桥梁受力分析和荷载特征值等。
(2)确定桥梁构件和节点的失效模型，包括构件断裂、节点脱节等。
(3)建立桥梁可靠度模型，包括系统失效概率、可靠度等。
(4)进行可靠度计算，确定桥梁的可靠度等级。
2.2.剩余价值评估
根据桥梁的结构可靠度和剩余使用寿命，可以对桥梁的剩余价值进行评估。具体方法可按照以下步骤进行：
(1)确定桥梁的使用寿命和结构可靠度等级。
(2)根据桥梁的使用价值和维修成本，建立剩余价值模型，评估桥梁的剩余价值。
(3)根据桥梁的剩余价值和维修历史，制定维修计划和维修预算。
3.实例分析
以某城市桥梁为例，评估其剩余价值。该桥梁跨度为40m，类型为T梁，建造年代为20世纪90年代，使用年限已达到25年。通过对桥梁进行结构可靠度评估，得到其可靠度等级为C级，失效概率为0.03。
根据桥梁的结构可靠度和剩余使用寿命，建立桥梁的剩余价值模型。假设该桥梁的使用价值为100万元，维修成本为20万元，桥梁剩余使用寿命为5年。则该桥梁的剩余价值为：
剩余价值=使用价值-维修成本-维修预算
=100-20-5*(100/25)*0.03
=97.5万元
根据桥梁的剩余价值和维修历史，制定维修计划和维修预算，可以提高桥梁的利用率、延长其使用寿命和降低维修费用。
4.结论
本文提出了一种基于结构可靠度的在役桥梁剩余价值分析方法，该方法能够全面考虑桥梁的使用寿命和价值，有效提高桥梁的利用率、延长其使用寿命和降低维修费用。在桥梁管理中具有一定的实践应用价值。