考虑碳排放的劣化桥梁多目标维修策略优化

摘要

为实现安全、经济、低碳三位一体的桥梁维修新局面，保障桥梁在维护年限内的高效运营，该文基于可靠度理论，得到了劣化桥梁可靠度评估模型；根据碳排放因子法，建立了桥梁维护过程碳排放计算模型，构建了综合考虑桥梁可靠度、维修成本和碳排放的目标函数，依托目标函数并结合桥梁可靠度约束条件，建立了考虑碳排放的桥梁维修策略多目标优化模型。以某桥梁为工程实例，提出了考虑不同权重的桥梁最优维护策略，并对比了单一维修行为与组合维修行为的差异。结果表明：决策者可根据不同需求选择桥梁维修策略，在偏重经济效益的情形下，其维护成本最低，但其可靠度较小；偏重环境影响时，其碳排放量最低，但其可靠度最小；偏重整体性能时，其可靠度最高，但其碳排放量与维护成本均为最大；同等权重时，其碳排放量、维护成本和可靠度均较为均衡；组合维修行为产生的碳排放量与粘贴钢板以及体外预应力法产生的碳排量相当，但组合维修行为的维修费用更低；增大截面法产生的碳排放量最多，而粘贴FRP的碳排量最小，但维修总费用最高。

关键词

桥梁养护 / 碳排放 / 维修策略 / 多目标优化 / 桥梁可靠度 / 维修成本