Management of bridge decks using stochastic deterioration models and multi-criteria optimization

This paper presents a new approach for the maintenance optimization of concrete bridgedecks, which combines a stochastic deterioration model and a multi-criteria optimizationmodel. The stochastic deterioration model is based on the first-order Markov chain thatpredicts the probabilistic time-variation of the condition of bridge decks. The multicriteriaoptimization model takes into account two important and conflicting criteria: theminimization of maintenance costs, and the maximization of the network condition. Thisapproach generates the solution that achieves the best compromise between thesecompeting criteria, while considering the uncertainty in bridge deck deterioration. Thefeasibility and capability of the proposed approach is demonstrated on a network ofbridge decks obtained from the Minist\ue8re des Transports du Qu\ue9bec database. Thisexample illustrates the effectiveness of the proposed approach in determining theoptimal set of maintenance alternatives for reinforced concrete bridge decks whenconsidering two or more relevant optimization criteria.Ce document pr\ue9sente une nouvelle m\ue9thode d'optimisation de l'entretien des tabliers de pont en b\ue9ton qui utilise conjointement un mod\ue8le stochastique de d\ue9t\ue9rioration et un mod\ue8le d'optimisation \ue0 crit\ue8res multiples. Le mod\ue8le stochastique de d\ue9t\ue9rioration est fond\ue9 sur la cha\ueene de Markov de premier ordre, laquelle pr\ue9dit la variation temporelle probabiliste de l'\ue9tat des tabliers de pont. Le mod\ue8le d'optimisation \ue0 crit\ue8res multiples prend en compte deux (2) crit\ue8res importants et conflictuels : la r\ue9duction au minimum des co\ufbts li\ue9s \ue0 l'entretien, et la maximalisation de l'\ue9tat des r\ue9seaux. Cette m\ue9thode engendre la solution qui r\ue9alise le meilleur compromis entre ces crit\ue8res concurrents, tout en prenant en compte l'incertitude associ\ue9e \ue0 la d\ue9t\ue9rioration des tabliers. La faisabilit\ue9 et le potentiel de cette approche font l'objet d'une d\ue9monstration sur un r\ue9seau de tabliers provenant de la base de donn\ue9es du minist\ue8re des Transports du Qu\ue9bec. Cet exemple illustre l'efficacit\ue9 de la m\ue9thode propos\ue9e dans la d\ue9termination de l'ensemble optimal de solutions de rechange pour l'entretien des tabliers de pont en b\ue9ton arm\ue9 lorsque au moins deux (2) crit\ue8res d'optimisation pertinents sont envisag\ue9s.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye