桥梁维修（包括预防性维修和加固修复等重大维修）方案优化往往面临多个决策目标，既要维修费用低，又要修后使用寿命长；既要可靠度高，又要修后技术状况出色，如何统筹考量这些目标以得到最优维修方案，是亟待解决的难题。《桥梁维修多目标优化》在系统分析国内外桥梁维修优化研究与应用发展现状的基础上，创新性地提出了一种桥梁维修多目标优化的新方法，并通过示例阐述了该方法的实际应用。该方法系国内外首创，它实现了对多个优化目标的统筹考量与统一度量，建立了统一简明的维修指标表达公式，能够方便高效地进行维修方案的评价分析与多目标优化，比国内外目前使用的方法更优越、更简捷。事实上，《桥梁维修多目标优化》以桥梁为例创立的这种方法是一种新的设施资产维修方案多目标优化方法，它构思新巧，原理明确，适用范围广泛，任何长寿命、高造价基础设施（例如，公路、铁路、桥梁、隧道等交通基础设施，水库大坝、调水工程等水工建筑，重大工业与民用建筑，港口码头、海洋平台等海工建筑，电力系统，通讯系统，能源输送系统等）和固定资产（例如，大型仪器设备、大型船舶、飞机、重要武器装备等）的维修方案多目标优化问题，都能用该方法获得其最优维修方案。《桥梁维修多目标优化》可供关注基础设施与固定资产维护维修的相关管理人员、科研人员、工程技术人员和高校师生参考使用。
桥梁是重要的交通基础设施之一。我国目前是世界上桥梁建设规模最大的国家，正处于大规模桥梁建设阶段，并逐步进入大规模建设与维护改造并重的阶段。根据国外经验，在未来二十年内，我国将出现大范围的桥梁老化现象，桥梁维修任务将急剧增加。在此背景下，研究创立一种新的桥梁维修方案多目标优化方法，无疑是适时的、及时的和非常必要的。
目前我国的状况与美国20世纪60年代类似。那时，美国桥梁界正忙于进行大量新桥的建设与探索，对桥梁维修管理未予足够重视，这种忽视的后果导致美国的桥梁事业陷入“大建—大修—重建”的恶性循环中，并为此付出了巨大代价。不仅造成美国的桥梁维修发展缓慢，而且随着交通量、车辆荷载的增加和结构本身的自然老化，致使大量桥梁结构过早出现病损，严重影响了桥梁功能的正常发挥，还导致后续桥梁维修费用大幅度增加。这种局面一直持续到20世纪60年代末期，当时发生了几起桥梁倒塌事故，才终于让美国相关部门如梦方醒。此后，在役桥梁的管理维修与维护改造问题受到美国桥梁界的高度重视，其桥梁维修管理得到不断完善。因此，我国要汲取美国的教训，避免重蹈覆辙，要未雨绸缪，从现在起便应高度重视桥梁维修管理，及早开展桥梁维修方案多目标优化方法研究，为满足我国即将来临的大量的桥梁维修需求做好理论上和方法上的充分准备。
关于桥梁维修，我国目前普遍存在以下问题：重建轻养，疏于预防，忽视在役桥梁的养护管理和预防性维修，“头疼医头，脚疼医脚”，缺乏长远规划和系统规划，缺乏从全寿命观点和在系统层次上对多个维修目标的统筹考量，致使许多桥梁实际使用年限远未达到其设计使用年限，或导致过早过多的中修大修，造成大量资源的消耗和浪费。因此，研究创立桥梁维修方案多目标优化方法，并由此研发基于预防维修、全寿命分析和系统观点的桥梁养护维修最佳实施策略，编制相应的长远维护规划，变被动“治病”为主动“防病”，从而延长桥梁寿命，节约资源，促进我国可持续发展战略的贯彻实施。
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绪论
0.1 背景意义与问题的提出
0.2 主要内容与内容组织
第1章 桥梁维修优化
1.1 概述
1.2 多目标优化
1.3 基于状态的桥梁维修优化方法
第2章 桥梁评估
2.1 概述
2.2 桥梁评估方法
2.3 DER & U桥梁状态评估方法
第3章 桥梁管理系统
3.1 概述
3.2 国内桥梁管理系统
3.3 国外桥梁管理系统
3.4 下一代基于可靠度的桥梁管理系统
第4章 桥梁维修优化全寿命成本分析方法
4.1 概述
4.2 桥梁养护寿命周期经济分析法
4.3 混凝土桥面维修优化全寿命分析方法
第5章 桥梁劣化预测与劣化模型
5.1 桥梁技术状况劣化预测
5.2 桥梁劣化模型概述
5.3 桥梁线性劣化模型
5.4 桥梁非线性劣化模型
第6章 桥梁维修多目标优化基本模型
6.1 基本概念
6.2 桥梁维修措施的效果模型
6.3 有预防维修时的桥梁劣化模型
第7章 桥梁预防维修基本优化
7.1 劣化模型参数取值
7.2 预防维修次数与首次重大维修时间计算步骤
7.3 关键指标确定与维修成本计算
7.4 维修效果指标计算
7.5 维修经济分析
7.6 预防维修的基本优化方法
第8章 桥梁维修多目标组合优化
8.1 预防维修结合型组合优化
8.2 预防维修叠加型组合优化
8.3 重大维修与预防维修的连接型组合优化
8.4 重大维修与预防维修的叠加组合优化
第9章 桥梁维修多目标优化示例
9.1 桥梁维修的多目标优化程序与类型划分
9.2 不同类型桥梁维修多目标优化示例
9.3 桥梁构件维修优化示例
参考文献
1.3.1.1 维修
由于桥梁总是随着桥龄的增长而在结构性能上发生退化，所以必须依靠维修来保证它在整个服务期内都处于安全状态。维修可以提高可靠度水平，或延缓可靠度的劣化，或降低可靠度劣化率。
维修通常分为两大类：预防维修与重大维修。预防维修是指能够防止由于桥梁的安全状况向更坏方向发展而致使后续维修成本增加的维修工作，也就是能够节约未来成本的维修措施，换言之，若不进行这种维修，那么在后续阶段欲保持桥梁安全将支出更多。预防维修还可以细分为积极预防维修与消极预防维修，前者是指在明显的劣化迹象出现之前实施的预防维修，后者是指在明显的劣化出现之后实施的预防维修。重大维修是指为保持桥梁结构安全所必需的维修工作，若不进行这种维修，桥梁就会处于不安全状态。
桥梁破坏的后果总是极其严重的，因此，桥梁维修决策，即什么时间采取什么预防维修措施，不仅相当重要，而且对决策者的要求也特别高。要得到最佳维修决策，桥梁工程师既需要发挥自己的直觉能力和判断能力，又需要把握国内外现有桥梁维修实践的经验与规律性，还需要掌握能够合理安排与科学规划预防维修的优化管理方法。
1.3.1.2 失效与失效标准
结构工程的失效大致可分为两大类：结构失效与条件失效。结构失效导致倒塌，而条件失效只是意味着超过了某个预先确定的标准水平。条件失效被定义为结构未能满足最基本的功能要求。例如，用最低安全性要求（被称作失效标准，常用目标可靠度指标表达）来防止结构处于不安全状态。结构的失效通常不是源于结构失效而多半是由于条件失效。因此，必须对结构进行监测以便发现条件失效。
由于结构失效的成本极高，所以必须在设计阶段就对失效标准进行优化，至于现存结构的维修，失效标准一般被视为约束条件。在给定失效标准的情况下，桥梁维修工程师可以对预防性维修水平进行优化。成本最低的预防性维修水平能够在预防性维修成本与纠正性维修（在Fra的模型里被称为重大维修）成本之间找到最佳平衡点。纠正性维修成本可能包括交通堵塞、绕行、载重量限制和桥梁停用等所造成的损失。
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