基于可靠度和成本优化的斜拉索维修策略分析

摘要

【目的】斜拉索维修养护方案的制定需要从多角度进行权衡，尽可能利用有限的资源，以获得最佳的维修效果，并保障其在服役期内安全运营。【方法】基于斜拉索抗力退化模型对斜拉索服役期内的时变可靠度进行了分析，以目标可靠度为基本约束条件，以斜拉索服役期内累积失效概率和维修经济成本同时最小为目标，基于预防性维修和必要性维修两种方式，建立斜拉索的组合维修策略模型，并应用非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithmⅡ，NSGA-Ⅱ）对该模型进行了求解，通过逼近理想解决策从大量的非支配解集中筛选得到最优的维修养护方案。【结果】相比仅采取必要性维修活动，采取适当的预防性维修活动构建组合维修策略明显减小了斜拉索构件可靠性退化的速率，并节省了7.4%的维修费用。【结论】利用建立的斜拉索抗力退化模型可实现斜拉索时变可靠度的计算分析，为斜拉索维修策略的优化提供性能指标依据。通过斜拉索组合维修策略实现了维修效果和经济成本的综合平衡，合理安排预防性维修活动的实施时间可减少必要性维修的次数，在满足性能要求的同时可节省大量维修经济成本。

关键词

斜拉索构件 / 时变可靠度 / 组合维修策略 / 多目标优化