【摘 要】
：
我国作为世界第一桥梁大国,目前已建成公路桥梁90余万座,总长度超过7000万延米。随着使用年限的增加,我国在役桥梁结构性能退化,“老龄化”现象日趋凸显,技术状况评定等级为四、五类,即“危桥”的达到约4.3万座,严重影响了交通系统的安全运营。然而,传统的桥梁设计是依据时不变可靠性理论的极限状态设计方法进行的,主要关注桥梁建设初期的安全性、适用性和耐久性,忽略了桥梁几十年服役期内结构性能退化产生的影响
论文部分内容阅读
我国作为世界第一桥梁大国,目前已建成公路桥梁90余万座,总长度超过7000万延米。随着使用年限的增加,我国在役桥梁结构性能退化,“老龄化”现象日趋凸显,技术状况评定等级为四、五类,即“危桥”的达到约4.3万座,严重影响了交通系统的安全运营。然而,传统的桥梁设计是依据时不变可靠性理论的极限状态设计方法进行的,主要关注桥梁建设初期的安全性、适用性和耐久性,忽略了桥梁几十年服役期内结构性能退化产生的影响。另外,桥梁结构性能的退化不仅取决于所采用的施工工艺和材料,还取决于环境因素,如大气CO2浓度、温度和湿度等。因此,有必要在结构设计之初考虑耐久性退化因素的影响,并提出全生命周期的设计理念。根据政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）第六次评估报告与世界气象组织发布的最新气候通报,全球温度上升仍将持续,升温幅度预计将达到或超过1.5℃,生态系统将被推向质变的临界点。如此严峻的气候变化形势将给桥梁结构带来前所未有的挑战。全球气候变暖与人类活动排放的温室气体关密切相关,而桥梁的建设与维护会消耗大量的资源与能源,并产生大量的温室气体,据有关研究数据显示,每生产1吨水泥会排放0.65-0.95吨CO2。因此,为贯彻落实应对气候变化的“3060”双碳战略目标,有必要将“碳排放”作为环境属性纳入桥梁的生命周期管理体系。本文立足于国际上普遍关注的全球变暖、气候变化的大背景,从粉煤灰混凝土材料出发,以桥梁的上部结构——粉煤灰钢筋混凝土梁作为研究对象,分析了气候变化对粉煤灰混凝土碳化的影响,及对粉煤灰钢筋混凝土梁时变可靠性的影响。在此基础上提出了两种预期寿命的钢筋混凝土梁应对气候变化的解决途径:提高初始设计可靠指标（针对新建梁）和生命周期维护策略优化（针对既有梁）,结合生命周期评价（Life Cycle Assessment,LCA）和生命周期成本（Life Cycle Cost,LCC）基本理论,从环境和经济两方面评价分析了上述两种解决途径。本文的主要研究内容如下:（1）建立了基于Bayesian理论的粉煤灰混凝土碳化深度概率模型,根据第六次国际耦合模式比较计划的4种核心气候预估情景（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5）,将5个国家的高分辨率气候模型（中国国家气候中心BCC-CSM2-HR模型、澳大利亚ACCESS模型、欧洲中心CNRM-CM6模型、法国IPSL-CM6A-LR模型和日本MIROC6模型）的预测数据平均值引入碳化概率模型,分析了时变大气CO2浓度、温度和湿度的变化对混凝土碳化深度的影响,并提出了气候变化情景下粉煤灰混凝土的碳汇标准值。（2）建立了4种气候情景下5个气候区（严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区）的粉煤灰RC梁的初始腐蚀概率、腐蚀损伤概率和时变可靠度模型,根据100年的预期使用寿命和可靠度的衰减幅度,提出了气候变化情景下保证钢筋混凝土梁的可靠度始终满足现行规范要求的气候修正系数（针对新建梁）。（3）基于4种气候变化情景,分析了粉煤灰钢筋混凝土梁的实质性维护措施在5个气候区的维护效果及其随时间的变化,以及粉煤灰掺量对维护效果的影响,并建立了粉煤灰钢筋混凝土梁维护阶段的成本、碳排放及社会影响的量化模型。（4）以累积经济风险、累积环境风险和累积失效概率为目标,运用第三代非支配排序遗传算法,提出了4种气候情景下粉煤灰钢筋混凝土梁的动态优化维护策略（针对既有梁）。（5）建立了考虑时间因素和土建行业发展水平的粉煤灰钢筋混凝土梁全生命周期的碳排放与成本量化模型,统计分析了4种气候情景下5个气候区内新建与既有钢筋混凝土梁应对气候变化的相关碳排放与成本,论证了设计初期采用气候修正系数的经济可行性与可持续性。
其他文献
图像修复指的是利用受损图像中的已知信息,恢复缺失区域的内容。近几年,随着深度学习技术的发展,图像修复无论在视觉效果上,还是修复结果的准确性上,都取得了突破性的进展,并且在文物保护、老照片修复、影视特效制作以及图像目标移除等领域得到了广泛应用。因此,本文针对受损图像中的大面积缺失区域和不规则缺失区域展开研究,通过对图像结构和细节等方面的分析增强特征的表征能力,提高修复结果的准确性和视觉质量。论文主要
像素级图像语义理解作为一种细粒度的语义理解任务,不仅能够判别出图像中目标的语义信息,还能够准确地对其进行定位并描绘出其边缘,是计算机视觉领域中的基础任务之一,在自动驾驶、智能交通、智慧医疗、工业检测等领域展现出了巨大的应用前景。目前,针对复杂的自然图像场景,提供区域以及边缘精确信息的像素级语义理解仍面临着巨大的挑战。针对大规模像素级语义标签难以获取、边缘级像素语义理解结果不够精准和清晰、以及缺乏面
为满足居民在市域及都市圈便捷出行并发展多层次的轨道交通,近年来各大城市开始规划建设市域快速轨道交通系统（简称市域快轨）。既有城市轨道交通普遍采用的站站停运营组织模式,旅行速度低、出行耗时长、服务同质化,不能满足居民差异化的出行需求,所以根据长短途客流特征开行快慢车逐步成为市域快轨运营组织的发展趋势。快慢车运营模式下线路通过能力、越行站位置选择及布局、运行方案编制等均呈现新的特点,不能沿用既有城轨系
迈入“十四五”,数字新基建加快建设,5G融合应用走向纵深,通信行业赋予经济社会数字化转型升级的能力全面提升。然而,新兴技术的发展同时伴随着海量数据的爆发,作为重要的国家基础服务设施,光纤通信系统的升级扩容迫在眉睫。虽然时分复用、波分复用、偏振复用和相干调制等手段的引入助力光纤传输链路的容量实现了质的飞跃,但受非线性等效应的制约,单模光纤传输容量的剩余可扩展范围相对有限。空分复用光纤可通过模式复用或
随着高速铁路建设的不断推进,我国已经初步建成以重点城市为枢纽,覆盖主要社会经济发展区域的“八纵八横”高速铁路网。高速铁路枢纽作为路网的关键节点,由于新建线路的引入,其形态逐渐由单站枢纽转变为具有多个独立客运站的多站枢纽。多站枢纽具有多个独立作业的车站,因此如何合理利用枢纽内的场站资源成为提高枢纽整体运输能力的关键。本文从资源统筹利用的角度出发,根据枢纽内的线路分布情况及车站各项设施设备的布置情况,
在高速铁路的长期服役过程中,无砟轨道下部路基结构受地下水位变化、土质不均、近场施工扰动等因素的影响,不可避免地会产生不均匀沉降。路基出现不均匀沉降后会导致轨道结构几何形位发生变化,形成线路不平顺,增大轮轨动力相互作用,并在无砟轨道结构中产生附加应力,易引起轨道结构出现损伤病害,影响轨道结构的服役状态和使用寿命。然而目前路基不均匀沉降研究在考虑轨道结构塑性损伤本构及界面黏结方面存在不足,无法准确揭示
近年来,深度学习技术快速发展,已经成为人工智能领域的研究热点和主流发展方向。尽管某些基于深度学习的视觉应用已经开始向产品化方向发展并取得一定成绩,但深度学习技术全面、深入地向产业界进行转化仍存在诸多限制,其中,深度模型鲁棒性是关键因素之一。深度模型鲁棒性要求模型在常规训练集上具有显著的性能、在噪声数据集上具有良好的稳定性同时在分布发生偏移的测试数据上具有较好的泛化性能。为了全面提高模型在不同视觉测
城市轨道交通以其效率高、容量大、准时快捷等优点,已成为城市居民出行的主体交通方式。高峰时段持续增长的客流需求为轨道交通系统带来的压力越来越大。城市轨道交通客流需求与运输供给能力不匹配导致的客流拥挤问题日益凸显,这为轨道交通系统的安全运营带来了隐患。为轨道交通系统探究能够解决客流拥挤问题的客流控制策略是非常有必要的。基于此,本论文在需求侧客流控制策略优化方面,分别对多级客流控制策略和鲁棒客流控制策略
随着微电子技术的不断发展,电子设备的性能不断提升,电子器件的热流密度持续上升。控制电子器件的温度,保证电子器件的高效运行,成为电子器件热管理领域迫在眉睫的问题。同时,随着电子设备不断向小型化、轻量化发展,电子器件的高度集成化导致散热模组的安装空间持续减小。在有限空间内实现高热流密度电子器件的热量疏散,已成为电子设备性能进一步提升的关键所在。受到传热能力的限制,单相换热方法已无法满足高热流电子器件的
我国铁路建设的高速发展,势必对铁路桥梁设计提出更高要求,而铁路桥梁设计理论发展与设计标准改进每一小步,必将是社会效益和经济效益提升的一大步。国内多家单位也在进行更接近实际列车的荷载图式研究,例如市域铁路中ZS荷载的提出,使得设计荷载静效应与实际列车十分接近,为配合更接近实际列车的荷载图式,本文进行了与之相匹配的动力系数研究。归纳了国内外规范中动力系数的相关规定,总结了现有动力系数的制定过于依赖实测