我国大多数水闸工程都是上世纪五、六十年代修建的,由于受种种条件限制,致使目前很多水闸出现了问题。本文针对我国水闸的特点和存在的问题,研究了水闸工程主要存在的几种病害,这些病害产生的原因,水闸工程健康诊断的方法以及建筑物维修加固方案的优化等问题。本文主要内容如下:(1)主要研究了水闸工程的病害和有限元法在健康诊断中的应用。分析了水闸工程中常见的几种病害,重点分析了混凝土结构中碳化、裂缝、钢筋锈蚀和混凝土冻融破坏这几种病害,研究了它们发生的原因、机理和影响因素;由于在健康诊断中,传统的解析法难以解决非线性的和具有复杂荷载、边界条件的岩土体本构关系等问题,因此研究了有限元相关的方法和理论,并将其应用在水闸的健康诊断中。(2)主要对水闸健康诊断因子的重要性作了研究。根据目前水闸健康诊断的相关规范,建立了水闸健康诊断的指标体系,研究了健康诊断指标量化的方法;利用改进群组G1法、基尼系数法和独立信息数据波动法进行指标权重计算,并利用基于最小偏差的权重融合方法计算各指标的组合权重值。(3)主要研究了水闸工程的健康诊断模型以及对诊断模型所得出的结论进行评价的方法。研究了基于多元联系数水闸健康诊断物元模型,在得出诊断结果后,利用基于“最大值准则”的决策悖论来对诊断结果进行后评价以提高诊断结果的可靠性。(4)开发了一款能对水闸工程进行健康诊断的软件。根据本专业的特点,选择Visual Basic语言作为软件开发语言,利用Visual Basic 6.0开发了水闸工程健康诊断分析系统软件,实现了指标量化、权重计算、水闸工程健康诊断等功能,为水闸诊断提供了一个具有准确可靠、操作简单、运行快速等特点的计算工具。(5)主要研究了混凝土的寿命预测模型和建筑物维修加固措施方案的优化方法。研究了水工混凝土结构健康状态预测的Markov模型,针对过去水工建筑物在加固维修方式上存在的问题,以及鉴于目前我国中小型水工建筑物观测资料少的现状,通过适当的假设和简化,研究了一种切实可行的,基于生命周期成本的加固维修方案优化方法。