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。     

钢管拱肋分段吊装扣索一次张拉索力改进算法

为改善大跨钢管拱肋分段吊装扣索索力常用算法迭代效率低、计算时耗长, 且忽略了温变影响等不足, 建立了可考虑温变影响和提高计算效率的改进算法; 基于材料力学和几何学相关知识, 推导了吊装过程中拱肋位移变化与温变的理论关系, 并在计入温变引起索长和拱肋位移改变的情况下, 推导出扣索索力变化与温变的理论关系; 基于扣索一次张拉法和ANSYS零阶优化法, 开发了考虑温变影响且在迭代子步中对程序自动搜索实施宏观调控的扣索索力计算程序; 运用改进算法对某主跨300 m钢管混凝土拱桥开展了分段吊装施工控制分析。分析结果表明: 推导的理论公式和有限元分析结果的变化规律一致, 拱肋位移变化的最大相对误差为11%, 索力变化的最大相对误差为18%, 均能满足工程精度要求; 与原算法相比, 采用改进算法的迭代次数由26次缩减到17次, 迭代效率提高了35%, 计算索力与实测索力的最大偏差由276 kN减小到100 kN; 拱肋松索成拱位移理论值与实测值的最大偏差为7 mm, 成拱线形正常; 建立的改进算法可实现扣索一次张拉, 提高迭代效率和计算精度, 运用改进算法控制大跨钢管拱肋吊装施工可使拱肋松索成拱线形满足设计要求。      

考虑参数随机性的大跨度轨道交通斜拉桥线形预测分析

为提高对大跨度轨道交通斜拉桥线形变化的预测精度,考虑影响结构长期变形因素的随机性,将响应面法引入到大跨度轨道交通斜拉桥主梁的长期变形预测中。试验抽样采用均匀设计法,响应面模型采用偏最小二乘法进行拟合,将主跨跨中竖向变形表达成各随机变量的显示函数,同时选择R2检验进行响应面模型的精度检验。通过Monte Carlo法抽样得到某置信水平下的变形预测值。本文以蔡家嘉陵江大桥为例,按上述理论得到主跨跨中竖向变形在95%置信水平下的置信区间,与有限元计算结果和实测数据相比,该预测结果吻合较好且偏于安全。     

基于自发漏磁检测的钢绞线两点腐蚀试验研究

为研究存在两腐蚀点时钢绞线磁信号的变化规律以及腐蚀点之间的相互影响,设计了4组不同间距的试件,利用电化学腐蚀装置控制腐蚀程度,再通过三维磁信号扫描装置测试漏磁信号.研究表明:单个腐蚀区域的判断准则也适用于两个腐蚀区域;距离较近的两腐蚀区域的磁信号会在两点之间产生叠加,出现极值,且不同提离高度下磁信号曲线的汇交距离与腐蚀区域的间距呈正相关;试件在腐蚀区域会发生磁信号的突变,其变化范围具有一定宽度,该影响宽度与试件腐蚀度呈Boltzmann函数分布,可用该曲线影响宽度评价单个腐蚀区域的腐蚀程度,也可用于确定两个腐蚀区域在确定特定腐蚀度下不产生叠加的最小间距.     

桥梁内部钢结构病害检测研究与应用

桥梁内部钢结构病害隐蔽性强、不易察觉,极易造成难以预见的结构破坏,因此如何实现内部病害的及时检测和精准诊断,成为亟待解决的重大难题.基于自发漏磁检测原理,揭示了磁场变异与钢结构损伤的相关性,然后利用此共性特征,开展桥梁内部钢结构病害无损检测研究;重点针对钢筋锈蚀、拉索腐蚀断丝和钢筋应力破坏3种桥梁内部病害,总结了笔者团队在检测方法、装置研发与应用方面取得的研究成果,对比分析了常用检测方法的技术特征,为推动桥梁无损检测技术的快速发展奠定了研究基础.     

桥台裂缝的温度场效应研究

以重庆盘溪路大石坝立交工程为例,从温度场理论出发,研究了冬季降温产生的温度应力对如桥台结构的大体积混凝土应力变化的影响;应用有限元软件对桥台背面进行切缝处理,研究切缝后的桥台应力场分布情况。研究结果表明:桥台的外侧受温度影响比内侧受温度影响更为敏感,在降温时候外侧更容易开裂,在桥台背面适当位置增加竖向切缝后,桥台的温度应力集中现象将获得释放。     

截面转换加固T形梁桥荷载横向分布

在分析T梁截面转换加固前后计算模式基础上,采用弹性支承连续梁法对加固前后T梁荷载横向分布进行计算,并且与实测值进行分析,结果表明加固层与原结构层共同承载活载,荷载横向分布得以改善。     

RC梁四点弯曲加载应力自漏磁信号检测试验

为了给桥梁结构的健康检测提供参考，将金属磁记忆检测技术引入到钢筋混凝土（RC）梁内部钢筋的应力检测当中，进行了钢筋混凝土T形截面梁四点弯曲加载应力自漏磁信号检测试验。利用基于金属磁记忆的三维扫描检测装置采集了试件在不同荷载下的自漏磁信号，并对不同提离高度和多条扫描路径下的磁信号进行分析，得到了钢筋混凝土T形截面梁在不同应力状态下的空间信号规律，提出了利用“法向漏磁场方均根值”来定量计算RC梁纯弯段处钢筋应力的方法。研究结果表明：在钢筋混凝土T形截面梁纯弯段内，钢筋内部应力与“法向漏磁场方均根值”呈线性关系，且函数的拟合优度R²达到0.988 4，拟合值与实测值之间误差微小；随着提离高度的增加，钢筋混凝土T形截面梁在不同荷载下的自漏磁信号曲线逐渐上移，自漏磁信号的分布规律没有显著变化，“法向漏磁场方均根值”与RC梁内部钢筋的应力在纯弯段内仍满足线性关系，试件在不同提离高度下的R²达到0.965；随着扫描路径的改变，钢筋混凝土T形截面梁在不同荷载下的自漏磁信号曲线呈现出相似的规律，且“法向漏磁场方均根值”与RC梁内部钢筋的应力在多条扫描路径上均满足线性变化的关系，在各条扫描路径下R²的平均值为0.959。所提方法可为RC梁内部钢筋应力的无损检测提供新的思路与参考。     

某跨海大桥钢箱梁临时存放过程中破坏机理分析及加固措施研究

针对薄壁钢箱梁临时存放过程中产生的局部变形破坏,以某跨海大桥钢箱梁临时存放过程中产生的局部变形为背景,采用现场检测、有限元法与理论分析相结合的方式研究破坏产生的原因,并提出可靠的局部变形修复方案。结果表明:钢箱梁发生局部变形破坏的主要原因为支座位置设置不当,其引起的变形主要集中在支座范围内;提出采用梁端多点支撑、局部增强横隔板支撑,局部割除、更换变形部件的修复措施,实现了钢箱梁临时存放引起的局部变形破坏修复,修复效果较好。     

体外预应力加固钢筋混凝土拱桥关键技术研究

创新性的提出了钢筋混凝土拱桥的一种新的加固技术方案。首先对体外预应力加固钢筋混凝土拱桥的思路、方法、施工工序进行了阐述,进而对加固的原理、计算要点做了说明,最后通过Midas Civil大型仿真分析计算软件对某桥加固前后进行了分析计算。分析结果表明:提出的体外预应力加固钢筋混凝土拱桥的新加固方法具有加固效果好、社会效益高,简便、经济等优点。