UHPC桥梁研究进展与规模化应用技术路径分析

工程材料的革新是推动土木工程结构发展的重要驱动力，工程结构的发展又将促进工程材料不断突破。超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete, UHPC)是一种具备超高强度、高韧、高耐久、高抗爆等优异性能的新型超级混凝土，能较好地适应下一代桥梁工程大跨化、轻型化、高性能化的发展趋势。为促进UHPC在桥梁工程领域的研究与应用，系统梳理了近年来UHPC桥梁学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了UHPC材料研究进展，包括材料组成、基本力学特性与桥梁用UHPC发展历程。然后对UHPC结构设计理论研究进行了梳理总结，包括考虑纤维贡献的UHPC结构受弯受剪计算理论、UHPC结构抗冲击、抗爆与疲劳计算方法等，并重点介绍了无腹筋UHPC桥梁、钢-UHPC组合桥梁、UHPC用于桥梁抗震、UHPC桥面铺装、UHPC用于桥梁加固等结构体系创新研究进展。基于以上UHPC研究与工程应用现状，指出了UHPC在桥梁工程领域规模化应用面临的关键问题、主要挑战及实现技术路径，以期对UHPC在桥梁工程领域的学术研究和规模化应用提供新的视角和参考。     

结构可靠度理论在公路桥梁设计中的若干应用研究

"定值设计法"长期在公路桥梁结构设计中被使用,但因为"概率极限状态设计法"的优越性能越来越凸显而逐渐将其取代。就结构可靠度理论应用于公路桥梁设计中的问题进行研究,重点研究桥梁结构可靠度的Monte—Carl0法(混凝土结构可靠度的Mc模拟)和实用分析方法,并研究工程界广泛使用的一次二阶矩法,针对其弱点,根据结构可靠度指标的几何意义以Jc法为基础,利用计算机建立结构可靠度指标计算优化模型,对求解方法着重研究,通过在桥梁工程中的实际算例证实这一方法切实可行并具有极高的优越性。     

中国桥梁工程学术研究综述·2014

为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了各国桥梁工程领域(包括高性能材料、桥梁作用及分析、桥梁设计理论、钢桥及组合结构桥梁、桥梁防灾减灾、桥梁基础工程、桥梁监测、评估及加固等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先在总结了中国桥梁工程建设成就的同时对未来桥梁工程的发展趋势进行了展望;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了细化和疏理:高性能材料方面重点分析了超高性能混凝土(UHPC)和CFRP材料,桥梁作用方面分析了车辆荷载和温度,钢桥及组合结构桥梁方面分析了钢桥抗疲劳设计与维护技术和钢-混凝土组合桥梁,桥梁防灾减灾方面分析了抗震、抗风、抗火、抗爆和船撞及多场、多灾害耦合;最后对无缝桥、桥面铺装、斜拉桥施工过程力学特性及施工控制、计算机技术对桥梁工程的冲击进行了剖析,以期对桥梁工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。     

“一带一路”国家道路与桥梁工程标准调研分析

总结了我国城市道路和桥梁标准化的发展,调研了一带一路沿线国家道路和桥梁工程项目以及建设标准管理情况、应用情况,分析了我国标准在国外应用面临的困难和问题,提出我国道路和桥梁标准国际化的建议和对策。     

基于可靠度理论的桥梁远程智能监测评价体系研究

在阐述国内外研究现状的基础上,介绍了基于可靠度理论的桥梁远程智能监测评价体系的总体方案、荷载效应的计算与分析、桥梁结构抗力与分析,旨在将可靠度理论引入桥梁的实时安全评价中,具有积极的现实意义。     

基于验算点法的开裂RC桥梁时变可靠度计算

本文总结了桥梁结构可靠度的研究成果,综合考虑了桥梁运营期间,影响桥梁可靠度的各种因素:如荷载效应、碳化深度、钢筋锈蚀、粘结强度退化等。基于验算点法计算原理,编制MATLAB计算程序进行时变可靠度的求解。以福建省某在役开裂RC桥梁为依托工程,计算了该桥时变可靠度,并进行了剩余寿命的求解,根据相关计算结果得到了桥梁结构在运营初期以及结构失效期间时变可靠度下降最为迅速。相关结论也对养护时机的的合理选取提供了参考。     

中国桥梁工程学术研究综述·2021

为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域（包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等）的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理：桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。（北京工业大学韩强老师提供初稿）     

中国公路桥梁承载能力评定规程的可靠性水准

分析了我国公路桥梁承载能力评定规程的可靠性水准,明确了提高该规范可靠性水准的需求及方法;借鉴美国基于可靠性的规范的相关研究所采用的方法理论,推导出了计算规范隐含可靠度的公式,并采用该方法计算了我国现行公路桥梁设计规范的强度极限状态方程的隐含可靠度,计算的隐含可靠度值与规范规定的目标可靠度值较吻合;然后应用该方法,计算出了我国公路桥梁评定规范强度极限状态方程的隐含可靠度;最后,比较了中、美公路桥梁承载能力评定方法的可靠性水准、适用范围、评定基准期、目标可靠度、抗力模型及荷载模型,对我国公路桥梁承载能力评定规程的进一步完善有指导意义.另外,本文分析了美国统计桥梁历史失效概率的方法.     

FRP复合材料在桥梁工程中的应用与发展

FRP材料具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,对于解决目前桥梁工程中存在的问题具有重要意义,对FRP材料在桥梁中的应用现状进行总结,并对其应用前景进行了展望。     

长沙理工大学桥梁与结构工程学院

长沙理工大学桥梁与结构工程学院设有土木工程(桥梁工程、建筑工程、岩土工程、隧道与地下工程方向)和工程力学两个本科专业以及桥梁与隧道工程学科博士学位点、桥梁与隧道工程、结构工程、岩土工程、工程力学四个硕士学位点,并已具有同等学力硕士学位和工程硕士学位授予资格。该院现有教职工126人,其中教授15人,副教授40人,具有博士学位者16人,有一支理论功底深厚、学术作风严谨、工程实践经验丰富的师资队伍。该院下设工程力学、结构力学、桥梁工程、工程结构、施工技术与管理、岩土工程和隧道与地下工程七个教研室；结构试验和工程力学两大实验中心以及岩土工程实验室桥梁工程、结构工程、岩土工程等研究所以及土木工程结构检测试验中心。拥有一个省级重点学科,一个省级重点实验室,一个省级示范实验室和一个国家与地方共建实验室。近年来,该院的四大学科承担了大量的科研任务,获得省部级科技进步奖17项,湖南省优秀教学成果奖7项,公开出版专著与教材16本,发表论文400余篇。桥梁与隧道工程学科在桥梁结构可靠度理论与优化设计、桥梁结构分析与工程控制、桥梁结构理论与新技术新工艺等方面的研究处于国内先进水平,取得了一批高水平的成果。结构工程学科在钢筋混凝土结构、配筋砌体结构、钢结构等学术领域已形成特色,正在跻身国内先进水平的行列。岩土工程学科以隧道与地下工程、土力学与地基基础、边坡稳定分析与加固等为研究方向,近几年承担了国家、省自然科学基金等项目30余项。工程力学学科在断裂理论和应用、振动理论及其工程应用等方面进行了较深入的研究,具有一定的特色。     

混凝土桥梁结构随机场的相关距离分析

对随机场理论应用于混凝土桥梁结构的必要性及其理论意义进行了分析和探讨,阐明了混凝土桥梁结构随机场的相关距离的计算是可靠度分析的前提。以肇源大桥为实例进行了预应力混凝土桥梁强度的现场大量实测,以此为基础建立了该桥的强度随机场,并对该随机场的齐次性和各态历经性进行了检验。分别用相关函数法和递推平均法得到了该随机场的相关距离。结果表明,两种方法得到的相关距离比较接近,认为该相关距离可以作为工程应用的理论指导,此相关距离也可应用于其他类似的桥梁结构上。     

探讨桥梁结构抗震性能的设计

该文阐述了桥梁结构是生命线工程系统中的关键部分,其地震可靠性和抗震性能问题越来越受到人们的广泛关注。桥梁结构抗震在基于总结和经验的基础上发展成为一门专业学科。这种专业抗震理论和技术的发展都是以沉痛的灾害教训为代价,高技术的结构抗震设计标准和性能评估都经历了灾后的反思、验证、总结和提高的过程。     

服役混凝土梁桥承载能力时变模型分析与应用

阐述分析了锈蚀钢筋与混凝土粘结性能、混凝土碳化衰减性能、混凝土抗压强度的时变性能、锈蚀钢筋力学性能及不同受力状况等对混凝土梁桥性能退化的影响。通过工程实际和研究,在已有资料的基础上,改进了服役钢筋混凝土梁桥承载能力模型。研究的理论基本上解决了服役混凝土梁桥的承载力评定和预测问题,为旧桥的可靠性评估奠定了基础。最后,通过工程实例的计算,具体说明了梁桥承载力验算的方法以及理论与实际的符合情况。     

超高性能混凝土在桥梁工程中的应用

超高性能混凝土(UHPC)是一种新型高性能水泥基复合材料,具有超高的耐久性和力学性能。UH-PC在桥梁工程中的应用,可优化桥梁结构尺寸、增大跨径,在增加承载力、耐久性和寿命周期的同时保持较小的变形。但由于原材料质量和配比的差异及大型搅拌设备不成熟等因素,连续制备性能较好的UHPC难度较大,同时相关桥梁设计规范较不完善和实践指导设计的经验较少,另外严格的养护制度制约了桥梁施工方法的灵活选择,导致目前UHPC不能在桥梁中广泛应用。为了促进UHPC大规模应用,简要介绍加拿大和美国2座UHPC桥梁应用情况。随着UHPC制备技术的进步、设计理论的完善,其必将在桥梁中得到广泛应用。     

基于动态可靠性加固拱桥剩余寿命预测

采用动态可靠性基本理论,在进行随机过程分析的基础上,给出在役桥梁荷载和抗力的时变演化规律。将可靠度评估方法运用到双曲拱桥中,提出针对拱桥特征的基本假设,给出可靠性指标的计算方法和详细分析步骤,并强调计算过程中的关键技术。通过具体应用实例即东门大桥主桥的使用寿命预测,实现对加固后的拱桥寿命预测。加固后桥梁的寿命预测能够有效的检验加固方法的合理性,所采用的研究思路、方法具有较强的实用性,为同类桥梁可靠性综合评价提供理论基础。     

钢-混凝土组合梁桥温度场与温度效应研究综述

组合结构桥梁由热工性能差异显著的钢材和混凝土构成，温度效应往往成为控制其设计和应用的关键因素，因此，对其温度场和温度效应进行准确地计算与评估具有重要的科研价值与工程意义。对组合结构桥梁温度场与温度效应开展了综述研究。首先，对各国桥梁规范温度荷载的规定进行归纳对比，讨论不同规范中温度荷载计算方法的特点，总结中国现有规范对全国气候划分的分辨率不足、对日照辐射的考虑不够完善等有待提升之处；其次，对国内外桥梁温度场与温度效应研究的发展与现状进行调研，重点分析中国钢-混凝土组合结构桥梁温度场与温度效应的研究进展，对现有研究的不足进行讨论；再次，提出基于可靠度理论的组合结构桥梁设计温度荷载模型，可使用气象部门统计的温度统计资料，通过MATLAB高效数值模型计算形成组合结构桥梁温度场时程数据，进一步利用极值模型获得桥梁设计的温度荷载代表值，快速、高效地实现对桥梁地理信息、结构参数等因素的考虑；最后，以北京地区典型3跨连续直线组合梁桥为算例，对连续钢-混凝土组合桥梁的温度效应展开研究。提出的基于可靠度理论与MATLAB的钢-混凝土组合结构桥梁设计温度荷载模型，可实现任意地区组合结构桥梁温度场的精确计算并显著提升计算效率。     

刍议预应力技术在公路桥梁工程施工中的价值

通过查阅相关文献资料,结合预应力技术、公路桥梁工程施工等理论,分析预应力技术在公路桥梁工程技术优势和特点,提出如何将预应力技术有效应用于公路桥梁工程建设和管理中的策略。结果显示:预应力技术可有效应用于预应力施工管理、施工技术管理、预应力混凝土设计、钢筋张拉工艺以及预应力效应分析中,该技术能显著节约施工材料,提高施工管理质量,保障桥梁施工的安全性和可靠性。     

基于空间网格模型的装配式钢板组合梁桥受力分析

装配式钢板组合梁桥在我国中小跨径的桥梁建设中应用越来越多,精细化结构分析是实现桥梁安全与经济的重要方法。对比分析了平面梁格模型、实体模型与空间网格模型的建模理论与计算结果,验证空间网格模型在装配式钢板组合梁桥计算中的可靠性与适用性。结果表明,空间网格模型在计算精度上优于平面梁格模型,建模难度上小于实体模型,是一种较适用于工程分析的计算方法。     

索梁分载法在桥梁工程中的应用

该文介绍了"索梁分载法"理论,并给出详细的理论推导过程和计算实例,同时就该理论在桥梁工程中的应用提出一点粗浅的认识。     

结构可靠性理论与传统设计理论的不同特征

采用以结构可靠性理论为基础的多系数极限状态设计方法已经成为国际结构工程界的大趋势,我国在结构可靠性理论研究和应用上已和国际标准接轨。比较了按结构可靠性理论进行设计与传统设计理论的不同特征。