桥梁耐久性预测模型及其精度分析

为了使桥梁管养部门能够以最低的成本进行养护维修,桥梁的耐久性预测变得越来越重要。通过回归分析模型、GM（1,1）模型、GM（1,1）-Markov模型在桥梁耐久性预测上的应用,并对江苏省高速公路上某桥的耐久性状况进行预测分析,比较了各个模型之间的预测精度,分析了各个模型的利、弊之处及其适用情况。提出GM（1,1）-Markov模型更适合用于桥梁耐久性预测中,因其能够充分反映桥梁耐久性状况的整体退化趋势与呈现波动的特性,最大限度地利用历史信息,解决了传统的退化模型和概率模型无法考虑不确定因素对桥梁耐久性状况的影响和局限性问题。     

沿海混凝土桥氯离子扩散修正模型及其应用

为了给沿海地区在役混凝土桥梁的耐久性研究提供更加可靠的理论依据,针对影响沿海地区混凝土桥梁耐久性的主要因素——氯离子侵蚀引起钢筋的锈蚀,从氯离子扩散的角度出发,综合各国氯离子扩散的相关数学模型,提出考虑荷载影响因子和氯离子结合能力这2种因素的混凝土氯离子扩散修正模型,并借助于各国相关的试验数据对氯离子扩散修正模型进行了验证和分析。研究结果表明：与传统的仅考虑单一影响因素的氯离子扩散模型相比,所提出的氯离子扩散修正模型更加合理,可以更准确地预测沿海地区在役混凝土桥梁的剩余使用寿命。     

预应力混凝土连续箱梁桥LCPA法剩余使用寿命预测

目前大量在役桥梁均面临评估全寿命周期内安全性和耐久性预测问题。在当前研究成果基础上,文中综合考虑服役全寿命期运营荷载(活载)效应概率分布和构件耐久性退化模型,预测桥梁结构安全可靠度,以综合实现桥梁剩余使用寿命预测。依据动态称重系统数据得出桥梁的荷载(活载)效应概率模型,同时建立随时间退化的构件抗力衰减概率模型,成功预测了京沪高速(G2)新沂河大桥的剩余使用寿命,实测表明,从LCPA(全寿命周期性能评估)角度预测剩余使用寿命结果和传统实桥试验结果一致。     

基于载荷谱的主减速器耐久性分析与预测

为指导主减速器匹配开发和试验验证,对匹配应用工况下的主减速器耐久性计算进行了研究。分析主减速器耐久性的主要影响因素,建立其应用工况下的耐久性计算模型,基于试验数据对模型参数进行修正,采集某驱动桥主减速器不同应用工况下的道路载荷,并对道路载荷数据进行水平分级处理,编制其应用工况分级载荷谱,并基于工况载荷谱对该驱动桥的耐久性进行了分析和预测。     

国内外混凝土桥梁寿命与耐久性设计进展

针对国内外混凝土桥梁实际使用寿命不满足设计使用寿命要求的热点问题,围绕桥梁寿命和耐久性设计展开调查研究。本文指出了桥梁短寿与耐久性设计考虑不足有关,阐述了国内外混凝土桥梁耐久性设计方法的发展历程,分析了国内外相关规范或指南对设计方法的差异性,对比了四种耐久性验算方法,结果表明：大多数国家规范中耐久性设计采用的是经验设计法,欧盟CEB-FIP 2010规范、日本JSCE指南和我国《混凝土结构耐久性设计规范》采用定量设计法,指出分项系数法与其他方法相比更为实用。欧盟规范考虑的更为充分具体,我国规范仅用条文分析法而未给出验算模型和方法,与国外规范存在一定差距。最后提出了混凝土桥梁耐久性设计流程框架,对保障桥梁年限有一定的应用价值。     

海口市海秀路高架中组合结构桥梁的多样化应用

结合海口市海秀路高架工程,介绍了组合结构桥梁在高架主线、立交匝道、拼宽桥梁中的应用,并分析了连续结构负弯矩桥面板的处理方法及钢结构耐久性处理方法,说明组合结构桥梁在城市高架立交中应用前景广泛。     

层次分析变权综合桥梁耐久性评估方法研究

针对如何在耐久性评估中更为科学的处理信息的不完整和不确定性,提出了基于层次分析法的变权综合评估法的桥梁耐久性评估方法。首先介绍了层次分析法的思路、特点和步骤,用层次分析法将影响桥梁评估的各种因素条理化、层次化,从而建立多层次的指标体系,解决了桥梁耐久性评估影响因素众多、处理困难的问题;然后阐述了常权综合评估法和变权综合评估法,在两者优缺点比较的基础上,提出了基于层次分析法为基础的变权综合评估法。本文建立了变权综合桥梁耐久性评估的方法和程序,并给出了桥梁耐久性评估模型流程图,使得理解上更加形象。     

基于新维改进灰色马尔科夫预测模型的现役桥梁荷载预测

根据公路桥梁荷载的特点,采用新维改进灰色马尔科夫模型进行公路桥梁荷载预测.通过实例预测结果和实测结果比较可知,应用该预测模型对桥梁荷载进行预测,其预测精度、准确度较高,本荷载预测模型可以直接应用于桥梁结构设计和耐久性研究.     

过火混凝土桥梁评价方法及耐久性损伤评估模型

针对目前桥梁火灾的频发现象和灾后桥梁的服役功能,研究了桥梁火灾特点与破坏特征。基于火灾场不同材料、不同力学参数对温度的损伤敏感度和结构不同部位的损伤对结构性能的影响程度,建立不同部位损伤权重系数,通过调节权重向量确定损伤敏感因子和最不利位置,提出了桥梁火灾后网分评价方法和混凝土桥梁火灾后抗力耐久性损伤评估模型。并利用有限程序对相关实例进行数值分析,对其耐久性进行了评定。结果表明:耐久性评估模型准确可靠,所得数据明确;网分评价法可对火灾后桥梁结构进行安全评价,也可对重大结构进行长期健康监测。     

基于BP神经网络学习模型对桥梁变形数据处理研究

桥梁的变形预测对桥梁的安全性能研究具有重大意义。利用神经网络的自主学习能力,建立了BP神经网络学习模型,对已测得实际数据进行学习处理,修正权值,预测未来数据变化。结合MATLAB8.0软件进行了程序流程图设计与程序实现。以杭州湾跨海大桥为例,选取前10期检测数据作为学习样本,选取后5期检测数据作为预测期望值,与传统GM模型进行对比,证明了BP学习模型的可靠性与高精度,可以用来对大桥的变形量进行良好的预测。     

海潮影响区混凝土桥梁耐久性评价

针对沿海地区混凝土桥梁,采用现场数据检测、室内试验、理论分析、实体工程应用等技术路线,对耐久性评价技术进行了研究.考虑混凝土材料、钢筋工况、环境作用等3个方面的综合影响,提出以耐久性评价为目标的层次评价分析模型,模型分为3个层次.建立评价指标体系与分级标准.根据对海洋环境中许多工程的调查结果确定了指标层权重.采用层次分析理论(AHP),在综合评价过程中采用主因素突出型模糊算子对.建立了一套完整的海潮区既有混凝土桥梁耐久性评价技术,把不可测量的混凝土结构或构件耐久性逐层分解为可现场检测的定性或定量指标.实例表明本评价方法具有逻辑性和可操作性.     

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。     

基于ANFIS的环境激励下桥梁结构应变响应预测分析

为准确预测复杂环境荷载作用下混凝土连续梁桥结构应变响应,基于结构健康监测系统长期实测数据,分析桥梁结构温度场变化规律,进而基于主成分分析及自适应神经网络模糊推理系统,建立桥梁结构温度场与桥梁结构应变响应的复杂非线性关系。首先,利用小波分解技术分离环境荷载及车辆荷载作用下的桥梁结构实测应变响应;然后利用平行坐标轴,分析混凝土连续梁桥结构温度场变化规律,并利用主成分分析提取结构温度场实测温度数据主成分;最后基于自适应神经网络模糊推理系统,以应变测点处温度数据、桥梁结构温度场实测温度数据主成分和采样时间点数据为输入数据,分别建立不同输入变量组合与应变响应的复杂非线性关系,并对比分析不同工况下结构应变响应的预测精度。结果表明：桥梁结构各测点处实测温度数据变化趋势基本一致,同侧测点实测温度数据高度相关,但桥梁结构上、下表面测点温度变化存在明显差异,仅考虑应变测点处温度变化,难以准确预测桥梁结构应变响应;当考虑桥梁结构温度场变化时,能更精确地建立温度与应变响应之间的关系模型,进而基于实测温度数据准确预测桥梁结构应变响应;当缺乏结构温度场实测温度数据时,将采样时间点作为反映桥梁结构温度场变化规律的参数,可取得较好效果。     

中小跨径钢与组合结构桥梁选型研究

综合考虑实际工程的建设需要,针对拆除重建引桥、净空受限拼宽桥、互通支线上跨桥几种典型的改扩建应用场景,分别从桥梁适用性、经济性、耐久性等方面对潜在的应用桥型进行方案比选,从而确定不同应用场景中合理的桥梁选型,对钢与组合结构桥梁在中小跨径建造和应用领域进行了有益的探索。     

陈家贡特大桥桥梁混凝土耐久性设计研究

耐久性混凝土在海洋环境桥梁工程中的技术应用尚在探索阶段,通过结合北方冰冻地区近海环境特点,对桥梁结构耐久性设计及耐久性混凝土的试配试验技术进行了探讨.阐述了海洋环境下桥梁混凝土结构耐久性设计方法,在考虑海洋环境作用等级及作用环境分区的基础上,提出了耐久性设计的主要技术指标及要求,并给出了针对性强和有效的耐久性设计方案.在尽可能降低单方混凝土中的水泥用量而提高矿物掺合料用量的基本原则下,提出了国内冰冻海域桥梁建设中首次采用的大掺量普通矿粉的耐久性混凝土配比技术,并通过陈家贡特大桥工程对耐久性混凝土各项耐久性指标给出验证.     

硬化混凝土气泡特征参数与冻融耐久性的关联分析

为了有效评价在役桥梁、码头等结构构件的混凝土冻融耐久性,选择能够表征硬化混凝土冻融耐久性的气泡参数并确定相应指标,对硬化混凝土的气泡间距系数、含气量、气泡密度、平均直径及比表面积等特征参数,与快速冻融试验得到的耐久性系数及质量损失之间的关联性进行系统研究.对85组混凝土试件进行了耐久性系数及硬化混凝土气泡参数的测试,建立了相应的关联模型,并用另外45组硬化混凝土的参数进行了验证.研究表明:气泡间距系数及气泡密度与混凝土冻融耐久性之间均存在较大的模糊范围,硬化混凝土含气量存在一个明确的阈值,气泡密度与气泡间距系数之间具有良好的相关性.用建立的相关模型预测混凝土的气泡间距系数,偏差均在±10％以内,可用其预测配合比不确知的实体混凝土气泡间距系数.     

桩土共同作用对波纹钢腹板组合结构桥梁地震反应影响分析

桩土共同作用对桥梁地震反应的影响很大,本文以某座单箱单室三跨波纹钢腹板组合结构桥梁为例,采用有限元软件Midas Civil建立了考虑桩土共同作用的波纹钢腹板组合结构桥梁有限元模型。为分析桩土共同作用对波纹钢腹板组合结构桥梁地震反应的影响规律,本文计算与对比了考虑与不考虑桩土共同作用下的结构动力响应,为未来类似桥梁的抗震设计提供参考。     

基于可靠度理论的桥梁寿命预测研究

桥梁结构各种损伤的不断累积势必会造成桥梁性能劣化,导致承载能力和耐久性下降,最终影响其正常使用并造成安全隐患。如何科学合理地评估既有钢筋混凝土桥梁的可靠性,并对其剩余使用寿命进行预测,已成为目前国内外桥梁学术界研究的重点问题之一。本文以时变可靠度理论为依据,结合已有的材料耐久性的研究成果,从可靠性和使用寿命入手对既有简支梁桥进行了研究分析。     

基于可靠度理论的桥梁寿命预测研究

桥梁结构各种损伤的不断累积势必会造成桥梁性能劣化,导致承载能力和耐久性下降,最终影响其正常使用并造成安全隐患。如何科学合理地评估既有钢筋混凝土桥梁的可靠性,并对其剩余使用寿命进行预测,已成为目前国内外桥梁学术界研究的重点课题之一。以时变可靠度理论为依据,结合已有的材料耐久性的研究成果,从可靠性和使用寿命入手,对既有简支梁桥进行了研究分析。     

在役公路桥梁技术状况的预测方法研究

文章通过对确定型模型和概率型模型两种预测方法的对比,提出将马尔可夫方法用于桥梁的技术状况预测中,以解决传统的确定型模型无法考虑不确定因素对结构技术状况的影响问题,提出了将马尔可夫模型用于预测桥梁技术状况分布的建模方法,最大限度地利用历史信息,为桥梁养护管理工作提供了一定的理论支持。