基于改进条件边缘乘积法的桥梁系统地震易损性分析方法

桥梁结构是由多种不同类型的构件按照一定的逻辑关系构成的结构系统。既有桥梁易损性分析中,通常基于构件的易损性曲线来评价整个桥梁系统的抗震性能。实际运营中的桥梁,在地震作用下,不同构件间相互影响,发生组合破坏将会增加桥梁系统整体失效概率。因此,将桥梁结构作为整体进行易损性分析能够更好地评估实际工程的抗震性能,弥补了既有分析方法的不足。以一座三跨预应力混凝土连续T梁桥为易损性分析对象,结合桥墩和支座两类构件的地震破坏,分别采用界限估计法、改进的条件边缘乘积法建立了算例桥梁系统易损性曲线。结果表明:界限估计法易受各失效模式排列顺序和相关性的影响,稳定性较差;改进的条件边缘乘积法,作为结构系统失效概率的一种近似求解法,解决了在多个失效模式并存下,结构系统可靠度问题中多维标准正态累计分布函数近似求解问题。后者计算精度较高,易于实现,适用于失效模式较多的复杂桥梁系统,具有一定的工程使用价值,为桥梁系统地震易损分析提供了借鉴参考。     

桥梁技术状况的模糊评价方法研究

桥梁结构是一个复杂的系统,对既有桥梁的技术状况进行全面的评估可以为桥梁的管理及维修加固提供科学的决策依据。以模糊数学为基础的多级模糊综合评判,可以得到桥梁结构整体及其各子结构和各构件的可靠性评定等级。     

基于横向分布的简支梁桥结构体系可靠度应用研究

为了能在构件可靠度(失效概率)基础上求出体系的可靠度,寻找构件与系统可靠度之间的关系,提出了一种新的计算分析方法.在已有失效模式的基础上,将体系可靠度的计算分为2个模块,即在最大横向分布影响线基础上对失效系数的计算和在构件可靠度基础上对单梁失效概率的计算.以试验模型为原型,针对梁式桥结构的主要失效模式--主梁的失效,对铰接状况的结构体系失效系数进行了系统的计算,并和常用方法的计算进行了对比.分析表明,本文所提出的通过失效系数来计算主梁结构体系可靠度的方法是可行的,并且通过横向分布影响线计算失效系数,考虑了梁位置的影响,有效的解决横向联系损伤时的体系可靠性.     

铆接钢桥的系统疲劳可靠度评估

针对铆接钢桥的疲劳失效特点,在建立铆接钢桥构件整体断裂力学数值分析模型的基础上,提出铆接钢桥构件、结构系统疲劳断裂可靠性分析模型。基于Monte Carlo算法,编制用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序。将铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型应用于浙江路桥的系统疲劳可靠度评估,概率剩余寿命评估结果表明：若按保证桥梁的正常使用功能,超声波探测间隔为1.5年,该值要比按构件简化断裂力学分析模型计算的系统探测间隔（4年）短,可见铆接构造、钉载等对概率疲劳寿命的影响是显著的。     

高压共轨燃油喷射系统可靠性测试平台的开发

设计开发了高压共轨燃油喷射系统的可靠性测试平台。根据系统失效模式设计了系统可靠性判据和测试平台的总体结构,详细论述了可靠性相关参数的测量方法和系统故障的判断方法以及测控软件的设计方法。试验结果表明,该试验平台设计合理,可方便地进行系统可靠性测试。     

混凝土简支桥梁的体系延性与可靠度研究

目前对于桥梁结构的单梁在各类荷载作用下可靠度研究很多,但其很少涉及桥梁结构体系的整体可靠度问题,而单个桥梁构件的失效并不一定使得整个桥梁结构发生整体破坏。通过建立有限元模型并将其与基本的可靠度理论相结合,讨论和计算结构系统承载力的延性,从而建立一套可以考虑体系延性的可靠度计算方法。研究发现,仅仅考虑单梁失效的构件可靠度与实际体系的可靠度会有很大区别,进行可靠度分析时应进行体系分析,能够更为准确地评估桥梁结构的性能。     

装配式混凝土空心板梁桥结构冗余性水平评估

目前对桥梁结构的安全评估停留在构件层次。对于冗余性低的桥梁结构,考虑系统行为后,结构的可靠度会降低,表现在某个局部破坏可能会造成结构体系整体坍塌。国内外几座装配式混凝土空心板梁桥垮塌事故警示该桥型的冗余性较差,铰缝失效可诱发桥梁坍塌事故。由于桥梁结构系统的受力情况复杂,荷载传输路径不易模拟,且必须考虑几何非线性和材料非线性,需要进行精细化的有限元非线性分析。为了校准有限元模型,以一座装配式混凝土模型桥梁为研究对象,利用Midas Civil有限元软件的Pushover分析方法,分别得到了单梁、桥梁结构系统在集中荷载作用下的荷载位移响应。通过有限元分析结果与破坏试验结果的对比分析,校准了有限元模型,证明了利用Midas Civil梁格法进行pushover非线性分析计算桥梁结构体系承载能力可获得满意结果,保证了分析结果的可靠性。然后基于有限元分析结果,计算了模型桥梁的冗余性水平。计算结果表明,该模型桥梁的冗余因子为0.73,低于相关阙值1.30,表明该模型桥梁的冗余性水平低于相关阙值,验证了对该桥型冗余度低的推定。     

桥梁健康监测系统发展回顾

桥梁健康监测是近年来国际上桥梁工程领域的研究热点。为了确保桥梁结构的安全运营,大量的特大桥梁设置了健康监测系统,以便获取桥梁在不同历史阶段的数据。首先介绍了桥梁健康监测系统的概念及其常规监测内容和评估分析方法,归纳了系统优点及存在的问题,回顾了国内外典型桥梁健康监测系统的特色,最后对国内外桥梁健康监测系统的特点进行了总结,提出系统发展前景。     

桥梁整体安全余度及抗连续倒塌问题研究方法

桥梁结构的安全余度是指桥梁在个别构件失效后的剩余承载能力。在桥梁结构中任何构件都不是单独工作,而是始终处在相互作用影响下。现代桥梁在运营阶段部分构件的损伤与破坏不可完全避免,为了保证部分构件失效时结构具有良好的抗连续倒塌能力以确保结构的整体性,近年来,欧美国家颁布了结构抗连锁倒塌设计标准,以改善结构的安全余度储备。本研究通过对桥梁安全余度和抗连续倒塌研究发展状况的简要评述,介绍了结构安全余度的定义,讨论了桥梁安全余度和抗连续倒塌分析及评价的3类方法的演变和发展。判定性方法主要是基于桥梁的在荷载作用下的位移、承载力、能量、结构构件敏感性在桥梁破损发生后的变化确定结构的安全储备;结构概率方法是基于可靠理论针对桥梁在特定荷载作用下的相对可靠指标进行分析以求得结构的失效概率;基于风险分析方法主要是在确定了结构面临的风险以及相应的结构易损性后着重考虑了结构倒塌对于经济、社会、环境等方面的综合影响。指出了目前桥梁安全余度和抗连续倒塌分析的研究与应用方面的缺陷,并提出有待进一步研究的问题。文中指出:判定性方法应计入荷载作用形式对桥梁破坏过程的影响;对复杂结构桥梁安全余度评定制订出相应的应用标准;完备关于连续倒塌各方面影响的相关预测数据作为基于风险分析方法分析的基础。     

基于非参数核密度估计的桥梁结构地震易损性分析

针对桥梁结构构件常用地震易损性分析方法的不足,提出桥梁构件地震易损性分析的核密度估计方法。基于结构地震易损性条件概率的基本定义,重新定义易损性函数,采用概率统计中的非参数估计的核密度估计思想,实现地震动和抗震需求的联合概率密度分布函数、地震动边缘分布概率密度函数的估计,据此构建桥梁结构构件地震易损性的核密度估计算法。用Bootstrap重抽样方法验证所提易损性算法的正确性和可靠性。以一座刚构-连续组合体系桥梁为例,结合桥梁结构抗震设计规范,构建基于OpenSees软件平台的有限元模型,考虑结构参数不确定性和地震动的不确定性,基于增量动力分析和核密度估计,分析桥梁构件的地震易损性。同时分别用结构易损性分析参数估计的最大似然估计法和概率地震需求分析法、非参数估计的蒙特卡罗法计算结构地震易损性曲线,对比讨论4种结构地震易损性分析方法的结果,验证所提方法的正确性和可靠性。研究结果表明:相同计算精度条件下,所提桥梁结构地震易损性分析的核密度估计方法具有较好的计算效率,可用于桥梁结构构件的地震易损性分析中。     

桥梁健康监测数据分析研究综述

基于采集到的海量桥梁监测数据,从信号处理与数据挖掘角度全面系统地阐述已有监测数据的处理方法,将数据处理流程归纳为“数据预处理”“结构安全预警”“结构状态及损伤识别”＂结构综合评估＂4大模块,并对各模块中现有信号分析方法及其应用实例予以介绍,为桥梁结构的健康监测数据分析进行概括性总结。     

桥梁工程BIM模型的实体构件拆分及编码技术

信息分类编码是BIM标准中信息语义标准化的一种实现方法。为了实现各阶段、各相关方及各类信息管理平台对BIM模型信息数据的保真传递和规范化应用,在ISO/12006-2建筑信息分类编码的基础上,根据桥梁结构的构型和受力特性,对桥梁工程BIM模型的实体构件进行拆分,提出了根据构件层级可进行代码扩展的柔性代码结构,从而实现对BIM模型的实体构件进行了各个阶段的唯一编码。柔性代码结构与BIM建模规则和建设过程模型精度相一致,能确保各个阶段的实体构件与构件编码一一对应,利于BIM的信息在各阶段、各相关方及各类信息管理平台间准确、保真传递。     

地铁车辆关键系统可靠性分析及应用探讨

<正>随着城市化进程的加速,地铁系统在城市交通中的地位日益凸显,它不仅能够缓解地面交通压力,提高交通效率,还能为市民提供便捷、舒适的出行体验。本文通过综合应用系统可靠性理论、统计模型法及人工神经网络（ANN）,对地铁车辆关键系统的可靠性进行深入的分析。通过构建故障树、可靠性框图和进行失效模式与影响分析,确定了各主要系统的失效模式及其故障分布。进一步选取合适的ANN模型,     

基于虚拟企业组织模式的任务系统可靠性研究

在对虚拟企业组织结构模式进行阐述的基础上,给出了虚拟企业任务系统可靠性的定义,提出了相应的可靠性框图模型与数学模型,并运用故障树分析法对虚拟企业任务系统进行了失效分析,为虚拟企业如何高效可靠的完成市场即定任务打下了研究基础。     

基于可更换构件的可恢复功能桥梁防震结构研究综述

基于大震不倒,且震后无需修复或者稍加修复就能恢复正常使用功能理念的可恢复功能桥梁防震结构是桥梁地震工程研究的热点之一。设置可更换构件是实现桥梁结构可恢复功能的一种有效途径,附加可更换构件可恢复功能桥梁防震结构是指：在结构适当部位设置减震装置作为可更换构件,通过牺牲可更换构件从而保护主体结构免受损伤或大幅减小损伤,震后通过更换损坏构件以恢复结构正常使用功能。对附加可更换构件的可恢复功能桥梁防震结构的研究进行了系统的梳理和总结。首先介绍了附加可更换构件的可恢复功能桥梁防震结构的设计理念;然后总结了目前国内外可更换构件的类型、附加可更换构件桥梁结构的抗震性能及其抗震设计方法的研究现状;并通过实际工程应用案例说明了附加可更换构件的可恢复功能桥梁防震结构的工程实践价值;最后探讨了附加可更换构件的可恢复功能桥梁防震结构的发展趋势。现有研究表明,附加可更换构件桥梁结构的功能可恢复性已得到了工程界的认可,但仍然需要在新材料、新构造形式的开发,系统性的试验研究以及抗震性能优化设计等方面开展深入研究。     

钢筋混凝土桥墩立柱非均匀锈蚀结构破坏形式及可靠性分析

由钢筋锈蚀造成的桥梁结构损伤是一种常见的病害形式。不均匀锈蚀通常会造成结构不均匀损伤,这种损伤通常会改变结构的受力形式而使结构处于更加不利状态。本文以桥梁墩柱结构中比较常用的轴压构件和大偏压构件为例对钢筋非均匀锈蚀以后结构的破坏形式和可靠性进行了分析,期望为旧有桥梁结构的可靠性鉴定提供新的分析思路。     

基于改进分枝-约界法的连续刚构桥失效模式研究

研究目的:准确搜寻连续刚构桥的失效模式,是准确计算连续刚构桥可靠度的核心任务之一。针对连续刚构桥恒载占比较大,淹没了可变荷载效应,使失效模式在搜寻过程中出现遗漏,以及通过删除失效单元不考虑失效单元恒载引起的内力重分布,造成失效模式与结构实际受力性能不符的情况,提出了更全面反应连续刚构桥失效模式的识别方法。研究结论:对全局临界强度分枝-约界法进行改进,将构件本身恒载效应和失效单元重分布的恒载效应从结构构件有效强度中扣除,建立改进后方法的失效模式搜寻路径;利用两跨连续桥梁有限元模型和某连续刚构桥对改进后的全局临界强度分枝-约界法进行验证。结果表明:改进后的方法得到了连续刚构桥的主要失效模式,失效路径与桥梁实际破坏情况相符,且不会遗漏桥梁结构体系的失效模式。     

大跨悬索桥箱形钢桁架梁的综合疲劳评定方法研究

根据大跨桥梁铜箱梁各类构件的受力特点建立了确定钢箱梁关键疲劳构件的评价模型,提出了基于结构有限元分析、应变监测信息、构件分级系统和桥梁结构人工检测等多方面信息综合评定关键疲劳构件的方法。以某大跨悬索桥钢箱梁结构为例,结合结构有限元数值计算和结构健康监测系统确定的关键钢箱梁截面,针对关键截面上的主要构件分布,利用应变传感器输出信息、结构有限元分析得到的应力分布信息、人工检测信息和桥梁主要构件的危险等级和易损等级信息,结合层次分析法和模糊综合评判理论确定了影响钢桥构件疲劳评定的各因素的权重,用综合隶属度评分法进行关键疲劳构件的等级评定。     

桥梁结构生命全过程的可靠性优化设计

对桥梁结构的优化设计方法进行了新的探讨，得到了以桥梁结构生命全过程的动态可靠性的约束，以桥梁结构初始投资、失效损失和维修加固费用之和为目标函数的桥梁结构优化设计表达式。其方法和结果对建筑桥梁结构的设计、管理和研究具有一定的参考价值。     

某柴油机缸体主轴承座开档圆角开裂问题分析

应用有限元分析方法，针对试验失效方案建立有限元模型，并进行适当简化。按照试验工况，加载相应边界，计算在各工况下缸体失效部位的应力分布，以及在冲击负荷作用下的疲劳安全系数，查找失效原因，并对优化方案进行仿真校核，保证新方案结构的可靠性。