正常使用极限状态下准永久值与常遇值的讨论

本文讨论正常使用极限状态下采用准永久值与常遇值的定义,它的物理意义以及通过车辆动态测量(简称WIM)的荷载反映具体的求值问题。最后,根据计算值的大小,在公路桥梁可靠度理论的动载测量尚未完成之前,做些具体建议以便进行正常使用极限状态下的挠度与裂缝开展的计算。     

跨海桥梁深水设置基础建造技术进展

设置基础是能够较好适应恶劣海洋环境并成为大跨度跨海桥梁首选的一种基础形式,但在国内的应用和研究还很少。通过对国内外主要跨海桥梁的深水设置基础建造技术的现状进行分析,探讨了我国跨海桥梁深水设置基础技术发展需要在设计理论、大型施工装备、施工技术方面进行深入研究掌握的关键技术,以期对我国日后跨海桥梁在深海、厚软土、强震、强风浪、急流等复杂恶劣环境下桥梁基础的设计和施工有所借鉴。     

公铁两用悬索桥可靠度分析

为验证文献[1]以五峰山长江大桥为研究背景提出的公铁两用悬索桥多线列车荷载折减系数和文献[2]提出的汽车荷载和风荷载组合值系数的合理性,对五峰山长江大桥和刚好满足铁路桥梁设计规范要求时公铁两用悬索桥吊索和主缆的可靠度进行了分析。分析结果表明:基于上述系数计算的五峰山长江大桥吊索和主缆的可靠指标为7.8和8.6;当只考虑桥梁上的列车荷载、按照文献[1]提出的多线列车荷载折减系数和铁路桥梁设计规范表达式进行设计时,两线、三线和四线悬索桥吊索和主缆的可靠度水平是一致的;同样,当考虑列车荷载与汽车荷载组合及列车荷载与汽车荷载和风荷载组合、按照文献[2]提出的汽车荷载和风荷载组合值系数与铁路桥梁设计规范表达式进行设计时,悬索桥吊索和主缆的可靠度水平是一致的。     

跨海桥梁基础冰荷载计算探讨

总结了海冰与桥梁基础的作用形式,分析了几种冰荷载计算公式的适用性,提出了跨海桥梁基础冰荷载计算需要考虑的因素,最后结合某跨海桥梁基础给出了冰荷载计算算例。     

铁路桥梁浅基础承载力可靠度设计方法研究

对铁路桥梁浅基础采用以可靠性理论为基础的概率极限状态设计方法进行了分析研究。讨论了浅基础极限承载力取极限承载力基本值加宽深修正值之和的模式；根据有关资料和可靠性原理推导了地基土极限状态条件下的宽深修正系数、地基土抗力变异性计算表达式及基于铁路桥梁设计标准图的可靠度校准计算方法，并通过大量计算分析，提出了铁路桥梁线基础的目标可靠度指标和地基土的抗力分项系数；其中还讨论了浅基础的换算抗力方法和荷载～抗     

公路桥梁地震设计状况荷载组合分项系数研究

为了在保障桥梁目标可靠度指标的前提下,确定最优的地震设计状况荷载组合分项系数,使桥梁结构以最为经济的抗力方式抵御外加荷载,从而对现行的桥梁设计规范地震设计状况进行优化,为今后公路桥梁地震设计状况荷载组合计算提供理论依据和指导意见,以2座连续刚构桥为依托工程,建立空间动力有限元模型,采用Monte-Carlo法并基于动态称重（WIM）系统模拟随机车流,进行了数条地震波增量动力分析（IDA）;采用Ferry Borges荷载组合理论求解地震设计状况组合效应分布,依据直接积分法求解桥梁结构的失效概率,从而确定荷载效应分项系数与可靠度指标影响面关系。研究结果表明：荷载效应分项系数的取值与目标可靠度指标的选取息息相关,忽略汽车荷载的地震设计状况风险分析,将严重低估桥梁结构的实际失效概率。为指导高烈度区连续刚构桥的地震设计状况设计,对于E2工况下的地震动输入,地震作用重要性系数λ₁取1.0,桥梁结构跨径对汽车荷载效应分项系数取值产生较大的影响,故选取β_s=3.1~3.4作为Ⅷ度区连续刚构桥地震设计状况设计时目标可靠度指标建议值,汽车荷载分项系数Ψ_Q的建议取值为0.76;地震基本烈度对汽车荷载分项系数存在一定的影响,在同样的目标可靠度指标建议值下,对于Ⅶ度区地震设计状况,汽车荷载分项系数Ψ_Q的建议取值为0.652。     

跨海桥梁全寿命周期可靠性管理框架

结构的抗力及荷载效应都是随时间变化的随机过程,具有大量的不确定性,因此,大型结构在全寿命周期内的性能也具有时变性,单纯依靠设计来保证结构的安全性是不够的,还需综合考虑检测、维护等策略。为保证结构在全寿命周期内的安全性和最优经济性,以时变可靠度分析为基础,通过抗力的不断更新,对结构作全寿命周期的经济分析,建立了大型跨海桥梁结构全寿命周期的可靠性管理框架。该框架体系要求决策者由静态思路转向动态思路,并强调耐久性模型的建立及其更新,以达到最佳的结构可靠性管理。     

极端荷载作用下公路桥梁荷载概率模型研究

我国桥梁设计规范中对极端荷载组合系数没有明确的规定,在以结构可靠度为基础的概率极限状态设计法中,由于公路桥梁各种作用比较多且大多随时间变化的范围比较大,各种作用的组合也比较复杂,所以必须选择合理的概率模型才能保证计算出真实合理的结构可靠度。通过查阅文献并结合WIM系统统计的车辆数据分析,建立了公路桥梁永久荷载及其效应概率分布模型;基于Matlab软件,在汽车车重总体服从多峰分布的基础上对实测数据进行训练拟合,建立了汽车荷载效应的概率模型并确定了汽车荷载分级加载方式,为公路桥梁可靠度研究和求解极端荷载组合系数奠定了基础。     

车辆荷载和车道荷载对桥梁结构可靠度的影响

公路桥梁结构的整体计算采用车道荷载,结构的局部计算采用车辆荷载,车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加.将采用这2种荷载设计的结构进行可靠度对比,结果表明,按车辆荷载设计的结构满足正常使用功能的可靠度偏低,更容易发生损坏,这些损坏会影响到结构的正常使用.提出通过调整重型车辆通过桥梁时的交通行驶规则,增大结构按正常使用极限状态设计时车辆荷载的代表值,从而提高按车辆荷载设计的结构可靠度.     

桥梁荷载试验研究综述

我国是一个桥梁大国,新建和已建桥梁众多.精确有效地评估桥梁状态以确定其承载能力和可靠度水平具有重大的社会经济意义.桥梁荷载试验可以直接测量桥梁结构特性,为桥梁结构的维护提供基础评价指标.目前,利用荷载试验结果评定桥梁承载力性能的基本架构已经建立,但尚有诸多细节问题没有得到解决,仍需进一步展开精细化研究以精确判定桥梁的实际承载能力.     

客运专线速度目标值与主要技术标准选择分析

结合工程投资,分析了确定速度目标值的主要影响因素,并探讨了速度目标值与正线间距、最小曲线半径、最大坡度之间的关系和选取原则,提出了客运专线主要技术标准的建议设计参考值。     

Analyzing travel time reliability and its influential factors of emergency vehicles with generalized extreme value theory

Travel time reliability is very critical for emergency vehicle (EV) service and operation. The travel time characteristics of EVs are quite different from those of ordinary vehicles (OVs). Although EVs own highest road privilege, they may still experience unexpected delay that results in massive loss to the society. In this study, we employ the generalized extreme value (GEV) theory to measure extremely prolonged travel time and analyze the potential influential factors. First, among three GEV distributions, Weibull distributions are found to be the best distribution model according to several goodness-of-fit tests; a new reliability index is derived to measure travel time reliability. Numerical examples demonstrate the advantages of GEV-based reliability index over variance and percentile value in the applications of EV. This index will be of great practicability in the EV operation performance and reliable route choices. Second, we further investigate the potentially influential factors of EV travel time reliability. Results show that link length and left-turn traffic volume may have an adverse impact on the link reliability while more left-turn lanes may increase the travel time reliability. The influential factor study will help us understand the causes of the EV travel time delay and the differences of travel time reliability between OVs and EVs.     

非平稳车载及抗力劣化进程下混凝土桥梁时变可靠性评估

为实现同时考虑车载过程及抗力劣化进程非平稳性的在役混凝土桥梁构件时变可靠性评估，首先，联合时域内的动态广义极值分布模型及蒙特卡洛模拟实现对连续非平稳车载过程的极值建模，介绍基于Gamma过程的在役混凝土桥梁构件抗力非平稳劣化模型的建立及更新；其次，综合考虑边际救生成本准则、个体风险准则及社会风险准则对运营阶段目标可靠度指标取值进行讨论，为时变可靠性评估提供基准安全边界；最后，在基于风险函数的时变可靠性分析方法框架之下建立同时考虑车载及抗力非平稳性的时变可靠性分析方法，其中借助高斯数值积分及泰勒级数展开解决时变可靠性的求解问题，并采用一个实桥分析案例对上述分析流程的应用进行说明。研究结果表明：当荷载参数截口分布呈现多峰形态时，可采用广义极值分布函数族中的极值Ⅰ型分布对其年最大分布进行描述；交通量的持续增长将导致变量年最大分布位置参数的不断提升及尺度参数的不断下降；综合考虑3种可靠度指标分析准则，建议在役混凝土桥梁构件运营阶段年目标可靠度指标取为3.98，具体评估工作中不能忽略基准期对目标可靠度指标的影响；通过时变可靠性评估工作的开展，可获取构件在未来较长服役期内可靠度指标的变化情况、服役状态达到临界安全水平所对应的时间节点以及构件可靠性冗余度的时变情况；该类结果的获取可为在役桥梁全寿命维养策略制定等工作提供直接参考。     

长距离排海管道陆海衔接计算研究

以徐圩新区达标尾水排海工程为例,海上管道衔接施工受到海上风浪及水位影响较大,海边滩涂地区淤泥深厚,周边存在防波堤、海堤及养殖区等保护要求较高的影响因素,施工难度较大.通过介绍不同管径的管道顶管段与敷管段在海上的衔接关键技术,并对方案合理性和可靠性进行分析与计算复核,其成果可为类似工程提供借鉴.     

燃料电池城市客车动力驱动系统的合理匹配研究

为实现国家"十一五"863重大科研项目——燃料电池城市客车专项的燃料电池城市客车动力性能指标,建立了燃料电池城市客车的整车动力系统结构形式,进而完成新样车的概念设计。对实际目标样车动力驱动系统不同部件(包括电机、变速器、燃料电池、蓄电池)性能参数的合理匹配理论和过程进行了详尽的研究。建立了基于电压控制策略的动力驱动系统仿真模型。仿真结果达到目标样车的动力性能指标,同时建立的仿真模型对进一步深入研究整车控制策略的优化具有重要指导意义。匹配理论和仿真模型对其他类型的电动汽车研究具有一定的参考价值。     

确定桥梁评估目标可靠指标的生活质量分析法

结构可靠度理论越来越多地被用到桥梁设计、评估与管理领域。其中一个重要的参数———目标可靠指标的取值直接影响分析结果的可靠性。采用近年发展起来的基于风险分析的生活质量准则,结合对既有公路桥梁的时变可靠度分析提出了确定桥梁评估实时的目标可靠指标的方法。通过对一座我国路网常见的简支梁桥的实例分析,阐述了该方法的过程。算例分析表明,基于生活质量分析确定的目标可靠指标考虑了不同发达水平的社会承担桥梁失效风险的能力与期望,较规范校准法的目标可靠指标取值要更合理。本文方法可为基于可靠度和风险的既有桥梁评估和管理提供理论基础。     

大跨度连续梁桥悬臂施工整体抗倾覆稳定安全系数评估

为了评估连续梁桥在悬臂施工期间的安全性,提出了一种基于可靠度反分析理论的大跨度连续梁桥悬臂施工整体抗倾覆稳定安全系数计算方法。该方法可在给定目标可靠度指标和计入结构参数随机性的前提下,采用可靠度反分析理论,求解连续梁桥悬臂施工整体抗倾覆稳定安全系数。运用该方法计算了一座大跨度连续梁桥的抗倾覆稳定安全系数,并分析了参数敏感性,同时探讨了安全系数取值的合理性。计算结果表明：参数的随机性对连续梁桥悬臂施工阶段整体抗倾覆稳定安全系数影响较大,忽略参数随机性影响会导致过高估计整体抗倾覆稳定安全系数;应根据目标性能需求选择合理的安全系数;在悬臂施工中需要特别关注临时固结设施的合理性,避免挂篮和浇筑节段同时掉落,以保证结构在施工期间的抗倾覆稳定安全;随机变量分布类型对安全系数分析结果有较大影响,在实际施工过程中,可对实际变量参数进行抽样统计,确定合理的随机变量分布类型,以此计算得到的抗倾覆稳定安全系数更加符合实际工程需求;安全系数初始值的选取对该计算方法结果的准确性没有影响,只对结果的收敛速度有一定影响;推荐的可靠度反分析方法对基于目标可靠度指标确定抗倾覆稳定安全系数具有较好的适用性。     

基于突变理论的深中通道水下隧道施工安全隐患评价研究

为对深中通道水下隧道施工安全隐患进行评估，建立基于突变理论的水下隧道安全隐患评价模型。为降低主观因素影响，结合因子分析法改进评价指标体系的构建方法。对深中通道进行实例研究，结合专家意见梳理相关安全隐患指标17条，通过因子分析提炼出5个一级指标，分别为沉管管节浮运安装隐患、深基坑开挖隐患、沉管结构预制隐患、环境气候隐患及海上辅助施工隐患，构建具有递阶层次结构的安全隐患指标体系。通过突变级数法计算各指标对水下隧道施工安全的重要性程度并对结果排序，发现环境气候隐患、岛隧结合部施工隐患对深中通道隧道施工安全的影响性最大，结合施工环境提出对策建议。项目施工企业通过制定相应安全管控措施，有效预防了安全事故的发生。     

马歇尔试验中最佳沥青用量的计算方法研究

马歇尔试验中确定最佳沥青用量时,需根据试验曲线求出各项技术指标（六大指标）所对应的沥青用量,其取值方法因人为因素而带有随意性。在大量试验结果分析的基础上,提出利用牛顿二次插值函数的方法,建立所测各项技术指标与沥青用量的函数关系,并以稳定度指标为例进行了说明,通过求导得出稳定度峰值所对应的最佳沥青用量,同时进行误差分析。研究结果证实,它与精确绘制的稳定度-沥青用量曲线所求的结果（即图解法的结果）基本一致,表明该法简便而实用。