【摘 要】
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随着我国交通运输网络不断完善,大型桥梁保有量持续增长,越来越多的大型桥梁进入了维修养护阶段。从可持续发展的角度,为了延长大型桥梁使用寿命,应在重视桥梁建设状况的同时加强运营阶段的桥梁健康管理工作。大型桥梁长期暴露于外界环境,其结构损伤的影响因素众多且关系复杂。结构健康监测（Structural Health Monitoring,SHM）技术的兴起,实现了对桥梁结构健康的实时监测,为大型桥梁预防性
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随着我国交通运输网络不断完善,大型桥梁保有量持续增长,越来越多的大型桥梁进入了维修养护阶段。从可持续发展的角度,为了延长大型桥梁使用寿命,应在重视桥梁建设状况的同时加强运营阶段的桥梁健康管理工作。大型桥梁长期暴露于外界环境,其结构损伤的影响因素众多且关系复杂。结构健康监测（Structural Health Monitoring,SHM）技术的兴起,实现了对桥梁结构健康的实时监测,为大型桥梁预防性养护管理研究提供了数据支撑。如何准确掌握大型桥梁结构健康状态,在适当的时机采取恰当的方式进行维修养护,进而保障大型桥梁高质量、可持续发展,成为关乎社会经济发展的重大问题。本文在掌握国内外研究现状的基础上,以全寿命期管理理论、事故致因理论、“治未病”理论为依据,综合运用文献分析、系统分析、模型分析和实证分析等研究方法,对大型桥梁结构健康评估和预防性养护多目标决策方法进行了深入研究。首先,在大型桥梁结构损伤本质及养护特点分析的基础上,从全寿命期的视角,对大型桥梁结构损伤影响因素进行识别,进而构建模糊解释结构模型（Fuzzy Interpretive Structural Model,FISM）和改进事故树分析（Fault Tree Analysis,FTA）模型对结构损伤致因链进行剖析;其次,以结构损伤致因分析结果为重要依据,明确大型桥梁结构健康监测的内容及手段,融合建筑信息建模（Building Information Modeling,BIM）技术实现全寿命期监测信息的可视化集成和结构安全监测预警,以海量监测数据为支撑,建立大型桥梁结构健康综合评估模型,准确掌握结构健康状态;再次,依据结构健康监测和评估数据,综合考虑经济、社会、环境等因素,分别建立预防性养护措施和养护时机多目标决策模型,提高预防性养护决策科学性;最后,在前述研究内容的基础上,融合现代信息技术,构建大型桥梁智慧养护决策云平台,为进一步提升养护决策科学性提供技术支撑。研究的主要创新之处体现在以下几方面:（1）构建了适用于大型桥梁结构损伤致因分析的改进FTA模型。在传统FTA模型的基础上,加入对基本事件相关关系的考量,引入哈马邱尔算子计算最小割集发生概率,通过大跨度斜拉桥数据对模型可行性予以验证。改进FTA模型更贴近结构损伤实际情况,提高了分析结果的可靠性。（2）建立了适用于海量监测数据的G1-熵权物元可拓结构健康综合评估模型。采用G1-熵权组合式方法设置权重,引入物元论思想,通过求解评估指标对健康等级的隶属度对结构健康状态进行评估,通过算例对模型可行性予以验证。该模型可体现同一评估等级下的程度化差异,提升评估精细化程度。（3）提出了大型桥梁预防性养护措施和养护时机多目标决策模型。综合考虑工程、社会、环境等因素,建立预防性养护措施多目标决策模型,利用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）和模糊综合评价法（Fuzzy Comprehensive Evaluation,FCE）进行求解;运用性能曲线法构建基于费用效益的预防性养护时机多目标决策模型,利用粒子群（Particle Swarm Optimization,PSO）算法进行求解;通过算例对模型可行性予以验证。该方法可有效提高养护决策的科学性,延长桥梁使用寿命。
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