服役鋼筋混凝土橋梁時變可靠性評估與剩餘壽命預測 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張建仁，王磊，彭建新，蔣友寶 著

圖書標籤:

• 橋梁工程
• 鋼筋混凝土
• 時變可靠性
• 剩餘壽命預測
• 結構健康監測
• 耐久性
• 概率模型
• 服役性能
• 評估方法
• 橋梁檢測

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030500472

版次：1

商品編碼：12077424

包裝：精裝

開本：32開

齣版時間：2016-11-01

用紙：膠版紙

頁數：312

正文語種：中文

內容簡介

　　全書共10章：第1章，介紹瞭服役混凝土橋梁退化機理和影響因素，論述瞭可靠性評估和維修加固決策的發展動態。第2章，結閤大量試驗，探討瞭銹蝕對鋼筋強度、鋼筋與混凝土間粘結性能的影響。第3章，考慮參數的隨機性和模糊性，發展瞭材料力學指標的概率模型。第4章，研究瞭快速腐蝕後鋼筋混凝土構件的力學性能，測試腐蝕後構件的承載力，提齣瞭腐蝕鋼筋混凝土梁承載力計算方法。第5章，通過實橋構件的承載力試驗，提齣瞭信息缺失條件下既有橋梁承載力的估算方法。第6章，開展瞭實橋的全橋破壞性試驗，測試瞭服役橋梁的超載能力。第7章，利用貝葉斯更新方法，基於平衡更新過程，研究瞭適用於我國服役橋梁安全性能評估的汽車荷載隨機過程模型。第8章，發展瞭服役橋梁抗力退化概率模型，提齣瞭服役橋梁時變可靠性評估方法和全承載壽命預測方法。第9章，通過改進既有的腐蝕開始時間模型，研究瞭一般大氣環境下和氯鹽環境下服役橋梁基於時變可靠度的正常使用壽命預測方法。第10章，通過定義描述服役橋梁安全承載和耐久使用的指標模型，結閤預防性維護策略，考慮維護直接成本和間接成本，研究瞭服役鋼筋混凝土橋梁維修加固策略決策優化方法。

工程結構健康診斷與智慧運維新篇章 本書是一部深入探討現代工程結構健康管理與可持續發展理念的專業論著，旨在為工程師、研究人員及政策製定者提供一套係統、前沿的理論框架與實踐指導。隨著全球基礎設施建設的蓬勃發展，如何有效地監控、評估並延長工程結構的服役壽命，已成為維護社會安全、節約資源、實現經濟效益的關鍵課題。本書正是在這樣的時代背景下應運而生，它不僅關注傳統結構分析方法，更著眼於融閤大數據、人工智能、物聯網等新興技術，為解決復雜工程挑戰提供創新思路。 核心內容概述 本書的研究範疇廣泛，涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的全過程，其核心內容可以概括為以下幾個方麵： 一、工程結構健康監測與診斷技術 1. 傳感器技術與數據采集： 詳細闡述瞭各種先進的傳感器技術，包括應變片、加速度計、位移傳感器、裂縫監測儀、溫度傳感器、濕度傳感器、腐蝕傳感器等，以及它們在結構健康監測中的應用。介紹瞭分布式光縴傳感技術、嵌入式微機電係統（MEMS）傳感器等新型傳感器的原理、優勢及部署策略。重點探討瞭高頻、多源、實時數據采集係統的設計、布設原則及其在不同類型結構（如橋梁、隧道、大壩、高層建築）上的應用案例。 2. 信號處理與特徵提取： 深入分析瞭從原始監測數據中提取有效信息的技術。包括但不限於傅裏葉變換、小波變換、經驗模態分解（EMD）等時頻分析方法，用於識彆結構在不同狀態下的振動特性、模態參數等。探討瞭多種特徵提取算法，如基於統計的特徵（均值、方差、峭度）、基於頻率的特徵（模態頻率、阻尼比）、基於時間序列的特徵（ARIMA模型參數）等，以及這些特徵與結構健康狀況的關聯性。 3. 故障診斷與損傷識彆： 重點介紹瞭幾種主流的結構損傷識彆方法。例如，基於模態參數變化的損傷識彆方法，如模態頻率降低、振型變化等；基於損傷指標的識彆方法，如應力強度因子、損傷度量指標等；基於機器學習和深度學習的損傷診斷模型，如支持嚮量機（SVM）、神經網絡（NN）、捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）等，並對它們的訓練、優化、泛化能力進行瞭深入分析。 4. 可視化技術與決策支持： 探討瞭如何將復雜的監測數據和診斷結果以直觀、易懂的方式呈現。介紹瞭三維模型可視化、損傷分布圖、健康狀態儀錶盤等技術，以及它們在幫助工程師理解結構健康狀況、識彆潛在風險方麵的作用。討論瞭如何構建基於監測數據的決策支持係統，為結構維護、維修和決策提供科學依據。 二、工程結構可靠性評估理論與方法 1. 可靠性基本概念與理論基礎： 迴顧瞭可靠性工程的經典理論，包括概率論、數理統計、隨機過程等基礎知識。詳細介紹瞭結構可靠性分析的基本概念，如失效概率、可靠度、風險度等。闡述瞭基於極限狀態方程的可靠性評估方法，包括一次二階矩法（FORM）、濛特卡羅模擬法（Monte Carlo Simulation）等。 2. 時變可靠性分析： 這是本書的一大重點。深入探討瞭工程結構在服役過程中，由於材料老化、荷載變化、環境作用、損傷纍積等因素導緻其性能逐漸退化的時變特性。介紹瞭如何建立考慮時間因素的結構性能退化模型，如泊鬆過程模型、馬爾可夫鏈模型、退化函數模型等。詳細闡述瞭時變可靠度積分計算方法，以及如何分析結構可靠度隨時間的變化麯綫。 3. 不確定性分析與量化： 強調瞭在結構可靠性評估中，準確量化各種不確定性的重要性。介紹瞭荷載不確定性（如交通荷載、風荷載、地震荷載）、材料性能不確定性（如強度、彈性模量）、幾何參數不確定性、模型不確定性等來源，並探討瞭如何利用概率分布、模糊集閤、證據理論等方法對這些不確定性進行描述和量化。 4. 多層級可靠性評估： 針對大型復雜結構，提齣瞭多層級可靠性評估的思路。從構件層級、子結構層級到整體結構層級，逐級進行可靠性分析，並探討如何將各層級的可靠性信息進行集成，最終獲得整體結構的可靠度評估結果。 三、工程結構剩餘壽命預測技術 1. 剩餘壽命預測模型： 結閤退化模型和可靠性理論，介紹瞭多種剩餘壽命預測模型。例如，基於物理模型的壽命預測，如基於疲勞損傷纍積、腐蝕速率等的預測；基於數據驅動模型的壽命預測，如基於機器學習的壽命預測（如LSTM、Transformer模型），能夠從曆史監測數據中學習退化模式，並預測未來趨勢。 2. 故障預測與風險評估： 闡述瞭如何基於剩餘壽命預測結果，進行故障預測和風險評估。定義瞭不同風險等級的判據，以及如何在不確定性環境下進行風險決策。探討瞭如何結閤經濟成本、安全風險等因素，製定最優的維護和更新策略。 3. 剩餘壽命預測的驗證與校準： 強調瞭模型預測的準確性需要通過實際數據進行驗證和校準。介紹瞭基於曆史數據、現場試驗、專傢經驗等多種方式對預測模型進行修正和優化，以提高預測的可靠性和精度。 四、智能化與智慧化工程結構運維 1. 大數據分析與挖掘： 探討瞭如何利用海量的結構監測數據，通過大數據技術進行深入分析，挖掘潛在的規律和關聯性，從而提升健康監測和可靠性評估的效率與準確性。 2. 人工智能與機器學習在運維中的應用： 詳細介紹瞭深度學習、強化學習、遷移學習等人工智能技術在結構健康診斷、故障預測、壽命評估、智能決策等方麵的創新應用。例如，利用深度學習模型自動識彆結構裂縫、形變等損傷；利用強化學習進行最優維修策略的製定。 3. 物聯網（IoT）技術在結構運維中的集成： 闡述瞭如何通過物聯網技術構建智能化的監測網絡，實現設備的互聯互通、數據的實時傳輸與共享，為構建數字孿生（Digital Twin）和智慧運維平颱奠定基礎。 4. 數字孿生技術與虛擬仿真： 介紹瞭數字孿生技術在工程結構生命周期管理中的應用。如何基於真實結構數據構建高保真度的數字模型，並通過虛擬仿真預測結構的服役行為，優化設計方案，指導維護操作，提升運維智能化水平。 本書的價值與意義 本書的齣版，不僅為工程界提供瞭寶貴的理論財富，更具有重要的實踐指導意義： 提升基礎設施安全與韌性： 通過科學的可靠性評估和剩餘壽命預測，能夠及時發現潛在的結構病害，預警重大安全事故，顯著提升基礎設施的整體安全性和抵禦災害的能力。 優化資源配置與成本控製： 基於精確的評估和預測，可以實現從“被動維修”到“主動維護”，避免不必要的過度維修和提前更換，從而顯著降低工程結構的生命周期成本，實現經濟效益最大化。 推動工程技術創新與發展： 本書融閤瞭大數據、人工智能等前沿技術，為工程結構健康管理領域帶來瞭新的研究方嚮和技術突破，將推動相關學科的交叉融閤與協同發展。 服務可持續發展戰略： 通過延長現有基礎設施的使用壽命，減少新建需求，可以有效節約社會資源，降低能源消耗和環境汙染，積極響應國傢和全球可持續發展的號召。 培養高素質工程人纔： 本書係統性的理論體係和豐富的案例分析，為高等院校相關專業的教學提供重要參考，有助於培養具備現代工程管理理念和技術能力的新型工程人纔。 本書以嚴謹的學術態度、深入的理論分析和前瞻性的技術視野，為讀者呈現瞭一幅現代工程結構健康管理的全景圖。無論是對於長期從事結構工程領域的資深專傢，還是初入該領域的青年學者，亦或是緻力於提升基礎設施管理水平的決策者，本書都將是一本不可多得的參考讀物。它不僅代錶瞭當前工程結構可靠性評估與智慧運維領域的最高水平，更指明瞭未來發展的重要方嚮，具有深遠的理論和應用價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名橋梁工程師，我一直在尋找能夠深入理解橋梁服役期間可靠性評估和剩餘壽命預測方麵的資料，以期在實際工作中做齣更精準的判斷。偶然間翻閱瞭這本《服役鋼筋混凝土橋梁時變可靠性評估與剩餘壽命預測》，雖然我還沒有機會通讀全書，但從它涵蓋的主題來看，我對其充滿瞭期待。我尤其關注書中對於“時變”這一概念的闡述，因為這正是橋梁實際服役過程中最核心、也是最難把握的因素之一。材料的老化、荷載的纍積、環境侵蝕的影響，這些都隨著時間推移而變化，並直接影響橋梁的結構性能。如果書中能夠係統地介紹如何量化這些時變效應，並將其納入可靠性分析模型，那將是極為寶貴的。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對工程倫理和風險管理領域感興趣的學者。從一個更宏觀的角度來看，橋梁作為重要的基礎設施，其安全和耐久性直接關係到社會經濟的穩定和人民的生命財産安全。這本書的書名所提齣的“時變可靠性評估與剩餘壽命預測”，在我看來，不僅是一項技術課題，更是一項關乎社會責任的議題。我希望書中能夠深入探討，在進行可靠性評估和壽命預測時，如何權衡科學的精確性與現實的不確定性，如何在不確定性中做齣負責任的決策。我特彆關注書中對於“風險”的定義和量化，以及這些量化結果如何轉化為對公眾負責的決策依據。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對橋梁結構診斷技術懷有濃厚興趣的結構愛好者。一直以來，我都覺得橋梁的“剩餘壽命”是一個非常吸引人的概念，它不僅關乎工程的安全，也蘊含著一種曆史的沉澱和未來的期許。我希望這本書能夠像一位經驗豐富的嚮導，帶領讀者深入瞭解那些隱藏在鋼筋混凝土橋梁內部的“健康信號”，並教會我們如何解讀這些信號，從而判斷橋梁的“生命力”。我特彆好奇書中是如何將復雜的數值計算與實際的橋梁病害聯係起來的，比如裂縫、銹蝕、混凝土碳化等等，這些具體的工程問題在學術理論中是如何被量化的，又是如何影響到最終的壽命預測結果的。

評分☆☆☆☆☆

我是一位橋梁設計初學者，對橋梁的設計規範和理論基礎有著強烈的學習欲望。雖然這本書的主題似乎更偏嚮於“服役”階段，但我相信，對服役階段的深刻理解，反哺設計理論，是提升設計水平的關鍵。我希望書中能夠清晰地解釋，在設計階段我們所做的各種安全儲備和材料選擇，在橋梁實際使用過程中是如何隨著時間發生變化的，以及這些變化對原始設計預期的影響。如果書中能對一些經典的橋梁設計理念在長期服役下的錶現進行案例分析，比如某個特定結構的抗疲勞性能，或者某種連接方式的耐久性，那將非常有啓發性。

評分☆☆☆☆☆

我是一位工程管理人員，肩負著橋梁資産的管理和維護重任。對於我們而言，最關鍵的莫過於如何在有限的資源下，最有效地保障橋梁的安全，並做齣最經濟閤理的維護決策。這本書的書名直接點明瞭核心——“時變可靠性評估與剩餘壽命預測”。我迫切希望書中能提供一套切實可行的評估方法論，能夠讓我們在麵對不同年代、不同類型的橋梁時，有一個統一的、科學的評估框架。我希望它能提供一些實際案例，展示如何通過對曆史數據、檢測結果的分析，來預測未來的風險，並在此基礎上製定差異化的維護策略，而不是一味地進行周期性檢查，導緻資源浪費或風險遺漏。