桥梁维修加固计算机系统
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摘要
桥梁作为道路交通的关键结合部与控制部位，它受到设计标准、使用年限、工程材料、外部环境、养护质量、交通量、作用荷载、偶然事故等因素错综复杂的交互影响，必然会使桥梁结构内部产生变异性，导致承载力逐渐降低，再加上桥梁的腐蚀、老化、疲劳、破损，给桥梁的正常使用埋下了隐患。
本论文所研究的桥梁维修加固计算机系统主要针对桥梁管理部门在桥梁养护维修决策时往往根据对桥梁状况的定性了解和工程师的经验来进行的，缺少科学的指导思想、系统的检测评价方法的弊病，建立了完善的桥梁技术数据库和合理的桥梁评价子系统，收集了目前桥梁典型的病害形式及其产生的机理，并在专门领域内获取专家知识，运用专家知识去模拟专家行为，提出适当的维修加固方案。
全文共分为七章：
第一章是绪论部分，根据国内外桥梁管理系统实践的主要经验，总结和概括了桥梁维修加固计算机系统的基本概念，回顾了桥梁管理系统的发展历史及现状，确定了本文的研究方向和指导思想；
第二章是数据管理子系统，收集了桥梁的设计、施工记录和试验资料的数据，以及桥梁检测资料包括通过常规检查和重点部位检查得到的相关数据。这个子系统是整个系统的基础；
第三章是评价子系统，提出用以评价桥梁技术状况三大单项指标和综合指标，并制定了相应的评价标准；
第四章是决策系统，包括病害原因分析以及养护维修决策，建立了桥梁的决策树模型和典型的处治对策专家库；
第五章是桥梁维修加固计算机系统应用，介绍了系统在实际应用中的主要步骤及数据统计处理的方式，并以两座桥为例说明系统的应用过程；
第六章是软件系统分析及结构设计，介绍了系统软件的设计过程、基本结构和功能；
第七章是结论与展望，综述了本文中的主要论点及工作成果，对存在的不足之处和今后的努力方向提出观点。
Bridge, as a crucial conjunction and controlling place of road, is influenced complicatedly by many factors, for example, design normal, fixed number of year in use, material, environment, quality of maintainence, traffic, load and accident, etc. So, the construction of bridge will be changed and its capacity of bearing the weight will drop down gradually. In addition, bridge's erosion, aging, and damage, all these factors bring about hidden troubles for bridge's use.
The computer system of bridge's maintainence and consolidation, which is discussed in this thesis, is set up to resolve the question that the managing department of bridge usually make the decision of bridge's maintainence and consolidation by qualitative knowing about the bridge's state and the experiences of engineer without scientific and systemic methods of examination and valuation. The system establishes a consummate bridge's database and reasonable program of valuation, and collects many typical damages of bridge and its reasons. And, the system obtains the knowledges of specialists in special field to simulate the behavior of expert by these knowledges, and proffer advisable scheme of maintainence and consolidation.
The thesis includes seven chapters:
The first chapter is the introduction. In this chapter, the basic concept of the system is summarized according to the main experience of the bridge's managing system in mainland and foreign, and the developmental history and present state of the bridge's managing system is reviewed;
The second chapter is the data managing subsystem. This subsystem is the base in the whole computer system. These data, that of bridge's design, record in the period of constructing, datum in experiment and that of datum by regular check and the check in important place, are all collected in this system;
The third chapter is the evaluated subsystem. Three individual norms and
compositive norm in the use of evaluating the technical state of bridge are proffered in the subsystem, and these normal are established;
The fourth chapter is the decision-making subsystem. The subsystem consists of analyzing the formative reasons of bridge's damages and making decision in how to maintaining and consolidating. In it, the decision-making tree model and the representative knowledge repository of the methods of maintainence and consolidation are built;
The fifth chapter is the application of the system. The main steps in use and the way of dealing data are expressly presented in cite of the application of tow bridges;
The sixth chapter is the systemic analyses in software and the design in its framework, including the course of design, basic framework and its function;
The seventh chapter is the conclusion. The main achievements and failings in this thesis are pointed; meanwhile, it points the direction of father research.
本论文所研究的桥梁维修加固计算机系统主要针对桥梁管理部门在桥梁养护维修决策时往往根据对桥梁状况的定性了解和工程师的经验来进行的，缺少科学的指导思想、系统的检测评价方法的弊病，建立了完善的桥梁技术数据库和合理的桥梁评价子系统，收集了目前桥梁典型的病害形式及其产生的机理，并在专门领域内获取专家知识，运用专家知识去模拟专家行为，提出适当的维修加固方案。
全文共分为七章：
第一章是绪论部分，根据国内外桥梁管理系统实践的主要经验，总结和概括了桥梁维修加固计算机系统的基本概念，回顾了桥梁管理系统的发展历史及现状，确定了本文的研究方向和指导思想；
第二章是数据管理子系统，收集了桥梁的设计、施工记录和试验资料的数据，以及桥梁检测资料包括通过常规检查和重点部位检查得到的相关数据。这个子系统是整个系统的基础；
第三章是评价子系统，提出用以评价桥梁技术状况三大单项指标和综合指标，并制定了相应的评价标准；
第四章是决策系统，包括病害原因分析以及养护维修决策，建立了桥梁的决策树模型和典型的处治对策专家库；
第五章是桥梁维修加固计算机系统应用，介绍了系统在实际应用中的主要步骤及数据统计处理的方式，并以两座桥为例说明系统的应用过程；
第六章是软件系统分析及结构设计，介绍了系统软件的设计过程、基本结构和功能；
第七章是结论与展望，综述了本文中的主要论点及工作成果，对存在的不足之处和今后的努力方向提出观点。
Bridge, as a crucial conjunction and controlling place of road, is influenced complicatedly by many factors, for example, design normal, fixed number of year in use, material, environment, quality of maintainence, traffic, load and accident, etc. So, the construction of bridge will be changed and its capacity of bearing the weight will drop down gradually. In addition, bridge's erosion, aging, and damage, all these factors bring about hidden troubles for bridge's use.
The computer system of bridge's maintainence and consolidation, which is discussed in this thesis, is set up to resolve the question that the managing department of bridge usually make the decision of bridge's maintainence and consolidation by qualitative knowing about the bridge's state and the experiences of engineer without scientific and systemic methods of examination and valuation. The system establishes a consummate bridge's database and reasonable program of valuation, and collects many typical damages of bridge and its reasons. And, the system obtains the knowledges of specialists in special field to simulate the behavior of expert by these knowledges, and proffer advisable scheme of maintainence and consolidation.
The thesis includes seven chapters:
The first chapter is the introduction. In this chapter, the basic concept of the system is summarized according to the main experience of the bridge's managing system in mainland and foreign, and the developmental history and present state of the bridge's managing system is reviewed;
The second chapter is the data managing subsystem. This subsystem is the base in the whole computer system. These data, that of bridge's design, record in the period of constructing, datum in experiment and that of datum by regular check and the check in important place, are all collected in this system;
The third chapter is the evaluated subsystem. Three individual norms and
compositive norm in the use of evaluating the technical state of bridge are proffered in the subsystem, and these normal are established;
The fourth chapter is the decision-making subsystem. The subsystem consists of analyzing the formative reasons of bridge's damages and making decision in how to maintaining and consolidating. In it, the decision-making tree model and the representative knowledge repository of the methods of maintainence and consolidation are built;
The fifth chapter is the application of the system. The main steps in use and the way of dealing data are expressly presented in cite of the application of tow bridges;
The sixth chapter is the systemic analyses in software and the design in its framework, including the course of design, basic framework and its function;
The seventh chapter is the conclusion. The main achievements and failings in this thesis are pointed; meanwhile, it points the direction of father research.
引文
1. Nowak, A. S. and Tharmabala, T., Bridge Reliability Evaluation Using Load Tests, Journal of Engineering, Vol. 114, No. 10, 1988.
2. Galambos, C. F, Bridge Design, maintenance and Management, Public Roads, No. 4, 1987.
3. R.S.Reel, D. F. Conte. Bridge Management Practices in Ontario, Second International conference on short and medium span bridges. Vol: 1986. Canada
4．潘松林，张红阳，公路桥梁检测概述，城市道桥与防洪，2003年第5期
5．廖海峰，黄德义，混凝土桥梁的检测技术及其新发展述论，武汉交通管理干部学院学报，2000年，第4期，第2卷
6．李建民，城市桥梁受力特性及病害病因浅析，城市道桥与防洪，2000年第4期
7．张劲泉等，《清水河桥质量检测与评价》，《公路交通科技》，1989年2期
8．交通部，《公路养护技术规范(JTJ 073-96)》，北京，人民交通出版社，1996年
9．交通部第二公路勘察设计院，《公路旧桥承载能力鉴定方法》，人民交通出版社，1989年
10．邹立金等，用车载试验检测旧简支梁使用承载力的探讨，重庆交通学院学报，1989年1期
11．唐松林，《旧桥测试与承载能力鉴定》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集》，北京，1988年
12．张劲泉，《钢筋混凝土空心板梁桥使用承载能力试验鉴定》(中国公路学会桥粱和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
13．陶海，混凝土简支梁桥承载力评估，东北林业大学硕士学位论文，2001
14．河北交通科研所，《潴龙河大桥上部承载力测试报告》，1986年
15．李亚东，既有桥梁评估初探，桥梁建设，1997．3
16．吕克明，桥梁损坏评估，(台湾)国立中央大学土木工程学研究所博士学位论文，1992．01
17．陈文村，《桥梁的技术鉴定》，《华东公路》1982年5期
18．张书廷，《旧桥评定和现有桥梁承载力的探讨》，《国外公路》1984年1期
19. Idriss, R. L, Woodward, C.B.etc.Nondestructive testing of a two-girder steel bridge,Nodestructive Testing Methods for Civil Infrastructure Proc Struct Congr, 1995.
20. Hambly, E. C. (1991) Bridge Deck Behaviour, E&FN SPON
21. S.Timoshenko, J.gere(1961) Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill, New York
22. E.C.Hambly.Bridge Deck Behaviour. London: Chapman and Hall Ltd, 1991
23. A.A.A.Molenaar, et al. Effects of Stress Absorbing Membrance Intedays, Proc AAPT,Vol.53, 1984
24. K.Majidzadeh, et al.Improved Methods to Eliminate Reflection Cracking,FHWA/RD-86/075, Federal Highway administration, Washington, D.C, 1985
25. H. l. Von Quintus, et al.Reflection Cracking Analysis for Asphaltic Concrete Overlays, Proceedings of AAPT, Vol. 48, 1979
26. C. l. Monismith and N. F. Coetzee.Reflective Cracking: Analyses, Laboratory Studies, and Design Considerations, Proc, AAPT, Vol. 49, 1980
27．陆亚兴、殷建军、姚祖康等，桥梁缺损状况评价方法，中国公路学报，1996，9(3)
28．毛保华，评价指标体系分析及其权重系数的确定，系统工程，1991(4)
29．胡永宏、贺思辉，综合评估方法，科学出版社，20000
30．陈少文、袁海金、许均良，公路桥梁损伤等级评价与处治对策系统研究，中南公路工程，Vol．22，No．4．1997．12．
31．王永平、张宝银、张树仁，桥梁使用性能模糊评估专家系统，中国公路学报，1996．9(2)
32．吴家合，模糊数学评估既有钢筋混凝土桥梁之损伤，(台湾)国立台湾海洋大学河海工程 学系硕士学位论文，2000．060
33．程海根、董明，桥梁病害的模糊综合评估，云南交通科技，Vol．15，No．4，1999．8
34. Ah Beng Tee, the Application of Fuzzy Mathematics to Bridge Condition Assessment, A Thesis Submitted to the Faculty of Purdur University., December 1988
35．黄小洛，《旧桥加固方法综述》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
36．楼庄鸿，《旧桥的评定和加固》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
37．杨文渊等，《桥梁维修与加固》，北京，人民交通出版社，1992年
38．徐启友，《桥梁修理与技术改造》，北京人民交通出版社，1992年
39．唐松林等，《旧桥加固研究》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
40．陈发，桥梁养护与加固，中南公路工程，2000年第4期，第25卷
41．交通部公路科研所《旧桥加固技术》
42．交通部重庆公路科研所，《旧桥加固维修译文集》，1983年
43．帅长斌、吕任东、冯晓平，公路桥梁结构可靠性自动评估系统的研究，交通与计算机，2000年第6期，第18卷
44．王春生等，《再述桥面混凝土铺装层裂缝的问题》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，人民交通出版社，1998年
45．淳静等，《旧桥加固加宽的处理》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，人民交通出版社，1998年
46．周谦，《桥梁加固拓宽技术分析》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，人民交通出版社，1998年
47．汤芳宇，《旧桥技术改造问题》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
48．交通部．《公路桥涵施工技术规范(JTJ041-89)》．北京．人民交通出版社1997年
49．河北交通科研所．《潴龙河大桥试验孔加固施工总结》，1986年
50. J.W.Botton, and RL. Lytton. Evaluation of fabric, fibers and grids in Overlays, Proceedings of sixth International Conference Structural Design of Asphalt Pavements, 1984
2. Galambos, C. F, Bridge Design, maintenance and Management, Public Roads, No. 4, 1987.
3. R.S.Reel, D. F. Conte. Bridge Management Practices in Ontario, Second International conference on short and medium span bridges. Vol: 1986. Canada
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12．张劲泉，《钢筋混凝土空心板梁桥使用承载能力试验鉴定》(中国公路学会桥粱和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
13．陶海，混凝土简支梁桥承载力评估，东北林业大学硕士学位论文，2001
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20. Hambly, E. C. (1991) Bridge Deck Behaviour, E&FN SPON
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25. H. l. Von Quintus, et al.Reflection Cracking Analysis for Asphaltic Concrete Overlays, Proceedings of AAPT, Vol. 48, 1979
26. C. l. Monismith and N. F. Coetzee.Reflective Cracking: Analyses, Laboratory Studies, and Design Considerations, Proc, AAPT, Vol. 49, 1980
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29．胡永宏、贺思辉，综合评估方法，科学出版社，20000
30．陈少文、袁海金、许均良，公路桥梁损伤等级评价与处治对策系统研究，中南公路工程，Vol．22，No．4．1997．12．
31．王永平、张宝银、张树仁，桥梁使用性能模糊评估专家系统，中国公路学报，1996．9(2)
32．吴家合，模糊数学评估既有钢筋混凝土桥梁之损伤，(台湾)国立台湾海洋大学河海工程 学系硕士学位论文，2000．060
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36．楼庄鸿，《旧桥的评定和加固》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
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40．陈发，桥梁养护与加固，中南公路工程，2000年第4期，第25卷
41．交通部公路科研所《旧桥加固技术》
42．交通部重庆公路科研所，《旧桥加固维修译文集》，1983年
43．帅长斌、吕任东、冯晓平，公路桥梁结构可靠性自动评估系统的研究，交通与计算机，2000年第6期，第18卷
44．王春生等，《再述桥面混凝土铺装层裂缝的问题》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，人民交通出版社，1998年
45．淳静等，《旧桥加固加宽的处理》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，人民交通出版社，1998年
46．周谦，《桥梁加固拓宽技术分析》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，人民交通出版社，1998年
47．汤芳宇，《旧桥技术改造问题》(中国公路学会桥梁和结构工程学会1987年学术讨论会论文集)，北京，1988年
48．交通部．《公路桥涵施工技术规范(JTJ041-89)》．北京．人民交通出版社1997年
49．河北交通科研所．《潴龙河大桥试验孔加固施工总结》，1986年
50. J.W.Botton, and RL. Lytton. Evaluation of fabric, fibers and grids in Overlays, Proceedings of sixth International Conference Structural Design of Asphalt Pavements, 1984