(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211034570.3 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 中国长江三峡集团有限公司 地址 100038 北京市海淀区玉渊潭南路1号 (72)发明人 董顺　张翰　高潮　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 刘贺秋 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) E03F 3/04(2006.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种混凝土排水管道剩余寿命预测方法及 装置 (57)摘要 本发明公开了一种混凝土排水管道剩余寿 命预测方法及装置， 本方法通过混凝土排水管道 所受荷载数据确定荷载效应组合、 通过混凝土排 水管道结构抗力影响因素数据构建混凝土排水 管道结构抗力衰减模型， 基于荷载效应组合与混 凝土排水管道结构抗力衰减模型构建混凝土排 水管道结构功能函数， 并根据混凝土排水管道结 构功能函数绘制可靠性指标变化曲线， 利用可靠 性指标变化曲线对混凝土排水管道的剩余寿命 进行预测。 本发 明考虑了混凝土抗压强度等因素 的时变特性 以及混凝土排水管道重要性差异对 其剩余寿命的影响， 预测过程更加科学合理， 预 测结果更加准确可靠 。 权利要求书3页 说明书18页 附图6页 CN 115186515 A 2022.10.14 CN 115186515 A 1.一种混凝 土排水管道剩余寿命预测方法， 其特 征在于， 包括： 获取混凝土排水管道所受荷载数据， 并基于所述混凝土排水管道所受荷载数据确定荷 载效应组合； 获取混凝土排水管道结构抗力影响因素数据， 并基于所述混凝土排水管道结构抗力影 响因素数据建立混凝 土排水管道结构抗力衰减 模型； 基于所述荷载效应组合与所述混凝土排水管道结构抗力衰减模型构建混凝土排水管 道结构功能函数， 并根据所述混凝 土排水管道结构功能函数绘制可靠性指标变化曲线； 获取目标混凝土排水管道数据和基准可靠性指标， 并基于所述目标混凝土排水管道数 据与所述基准可靠性指标生成目标 可靠性指标； 将所述目标可靠性指标与 所述可靠性指标变化曲线进行匹配， 基于匹配结果对目标混 凝土排水管道的剩余寿命进行 预测。 2.根据权利要求1所述的一种混凝土排水管道剩余寿命预测方法， 其特征在于， 所述基 于所述混凝 土排水管道所受荷载 数据确定荷载效应组合， 包括： 提取所述混凝土排水管道所受荷载数据中的荷载类型和 统计参数； 其中， 所述荷载类 型包括竖向土 压力、 侧向土 压力、 地面堆积荷载、 地 面人群荷载和地 面车辆荷载； 获取混凝土排水管道平均半径， 基于所述混凝土排水管道平均半径和所述统计参数确 定所述荷载效应组合。 3.根据权利要求1所述的一种混凝土排水管道剩余寿命预测方法， 其特征在于， 所述基 于所述混凝土排水管道结构抗力影响因素数据建立混凝土排水管道结构抗力衰减模型， 包 括： 提取所述混凝土排水管道结构抗力影响因素数据中的结构抗力影响因素类型； 其中， 所述结构抗力影响因素类型包括混凝 土抗压强度、 钢筋抗拉强度、 钢筋截面 面积； 获取混凝土排水管道截面有效高度、 混凝土排水管道计算截面长度和与所述结构抗力 影响因素类型对应的平均值时变模型， 基于所述混凝土排水管道截面有效高度、 所述混凝 土排水管道计算截面长度和所述平均值时变模型建立所述混凝土排水管道结构抗力衰减 模型。 4.根据权利要求3所述的一种混凝土排水管道剩余寿命预测方法， 其特征在于， 所述基 于所述混凝土排水管道截面有效高度、 所述混凝土排水管道计算截面长度和所述平均值时 变模型建立所述混凝土排水管道结构抗力衰减模型， 其中， 所述混凝土排水管道结构抗力 衰减模型如下式所示： 上式中， R(T)表示混凝土排水管道结构抗力， h0表示混凝土排水管道截 面有效高度， b表 示混凝土排水管道计算截面长度， μX6(T)表示混凝土抗压强度对应的平均值时变模型， μX7 (T)表示钢筋截面面积对 应的平均值时变模型， μX8(T)表示钢筋抗拉强度对 应的平均值时变 模型。 5.根据权利要求1所述的一种混凝土排水管道剩余寿命预测方法， 其特征在于， 所述基 于所述荷载效应组合与所述结构抗力衰减模型构建混凝土排水管道结构功能函数， 并根据权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115186515 A 2所述混凝 土排水管道结构功能函数绘制可靠性指标变化曲线， 包括： 基于所述荷载效应组合与 所述结构抗力 衰减模型构建混凝土排水管道结构功能函数， 将混凝土排水管道所受各类荷载和混凝土排水管道各类结构抗力影响因素作为所述混凝 土排水管道结构功能函数的基本随机变量； 基于所述基本随机变量确定不同服役时间下混凝 土排水管道的可靠性指标； 基于所述不同服役时间下混凝土排水管道的可靠性指标绘制所述可靠性指标变化曲 线。 6.根据权利要求1所述的一种混凝土排水管道剩余寿命预测方法， 其特征在于， 所述基 于所述目标混凝 土排水管道数据与所述基准可靠性指标生成目标 可靠性指标， 包括： 采集混凝土排水管道重要性影响因素数据， 基于所述混凝土排水管道重要性影响因素 数据构建管道重要性评价指数计算模型； 将所述目标混凝土排水管道数据输入所述管道重要性评价指数计算模型， 生成目标混 凝土排水管道重要性评价指数； 基于所述基准可靠性指标与所述目标混凝土排水管道重要性评价指数生成所述目标 可靠性指标。 7.根据权利要求6所述的一种混凝土排水管道剩余寿命预测方法， 其特征在于， 所述基 于所述混凝 土排水管道重要性影响因素 数据构建管道重要性评价指数计算模型， 包括： 分别对混凝土排水管道重要性影响因素的权重以及混凝土排水管道的重要性进行打 分， 生成权 重系数和管道重要性评价指数； 基于所述混凝土排水管道重要性影响因素数据、 所述权重系数和所述管道重要性评价 指数确定线性拟合系数； 基于所述混凝土排水管道重要性影响因素数据、 所述权重系数、 所述管道重要性评价 指数和所述线性拟合系数构建管道重要性评价指数计算模型。 8.一种混凝 土排水管道剩余寿命预测装置， 其特 征在于， 包括： 确定模块， 用于获取混凝土排水管道所受荷载数据， 并基于所述混凝土排水管道所受 荷载数据确定混凝 土排水管道所受荷载 数据荷载效应组合； 建立模块， 用于获取混凝土排水管道结构抗力影响因素数据， 并基于所述混凝土排水 管道结构抗力影响因素 数据建立混凝 土排水管道结构抗力衰减 模型； 绘制模块， 用于基于所述荷载效应组合与 所述混凝土排水管道结构抗力 衰减模型构建 混凝土排水管道结构功能函数， 并根据所述混凝土排水管道结构功能函数绘制可靠性指标 变化曲线； 生成模块， 用于获取目标混凝土排水管道数据和基准可靠性指标， 并基于所述目标混 凝土排水管道数据与所述基准可靠性指标生成目标 可靠性指标； 预测模块， 用于将所述目标可靠性指标与所述可靠性指标变化曲线进行匹配， 基于匹 配结果对目标混凝 土排水管道的剩余寿命进行 预测。 9.一种计算机设备， 其特征在于， 包括处理器和存储器， 其中， 所述存储器用于存储计 算机程序， 所述处理器被配置用于调用所述计算机程序， 执行如权利要求 1‑7中任一项 所述 方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机指令， 其特征在于， 所述计算机指令权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115186515 A 3