在役公路钢桥剩余疲劳寿命评估方法研究

从在役公路钢桥剩余疲劳寿命研究的必要性出发,对公路钢桥的剩余疲劳寿命的现状进行阐述,结合钢桥疲劳强度的计算方法,总结了目前对于在役公路钢桥剩余疲劳寿命的评估方法,结合相关研究者的研究内容提出了钢桥剩余疲劳寿命系统的建立一般流程,并且详细介绍评估钢桥剩余疲劳寿命时建立模型相关细节,旨在给与在役公路钢桥的剩余疲劳寿命相关的研究者以及相关施工、设计、养护人员提供参考。     

后驱动桥桥壳剩余疲劳寿命预测

剩余疲劳寿命的预测方法研究对再制造的发展有很大的意义,再制造的对象其剩余寿命是否足够满足下一个生命周期需求,是再制造面临的重要技术难题,也是进行再制造加工前需要解决的问题,如果对使用后的零件不经寿命预测而轻易报废,就会造成巨大浪费;不经过寿命预测而将已无剩余疲劳寿命的零件再装机使用,会存在安全隐患。目前剩余疲劳寿命的预测计算过程较为复杂,与产品实际疲劳寿命存在偏差,实际操作性不强,本文提出基于后驱动台架试验、道路试验的桥壳剩余疲劳寿命预测方法。     

用灰色理论预测机场水泥混凝土道面剩余寿命

道面剩余寿命预测是道面使用性能评价的重要内容。将灰色预测理论引入对道面剩余寿命的预测,建立了机场水泥混凝土道面的剩余寿命预测模型,并结合实例对模型的计算初值进行了改进,提高了模型的预测精度。     

基于可靠性的桥梁抗剪承载力临界寿命曲线

为建立基于可靠性的在役T形截面简支梁桥抗剪承载力临界寿命曲线,并提出相应的受剪承载力剩余寿命实用预测方法,以设计目标可靠指标降低0.5为受弯构件抗剪承载能力最低可靠指标。在引入抗力简单随机过程模型的基础上,通过计算不同评估基准期与最低可靠指标对应的构件抗力相对折减系数限值,建立了基于抗力折减系数限值的受弯构件抗剪承载能力临界寿命曲线和预测方法。最后,以某20 m简支T形梁桥为例进行抗剪承载力寿命预测,计算结果表明,本文提出的抗剪承载力寿命预测方法简单实用,与基于可靠度的在役桥梁承载能力剩余寿命预测方法是等效的,避免了寿命预测中复杂的可靠指标计算过程,可用于在役桥梁受弯构件抗剪承载力寿命预测。     

上海市外白渡桥剩余寿命与使用安全

以外白渡桥为例，详细介绍了一套综合传统疲劳分析和断裂力学的混合方法，并用以计算老钢桁梁桥剩余寿命。通过分析疲劳损伤累积可以得出各杆使用系数，以此可以确定各杆的检修优先级。在应用断裂力学时，采用了观测和超声波探测方法确定初始裂纹尺寸。通过裂纹扩展模拟，得出临界杆件剩余寿命。根据计算结果确定了该桥的检测间隔和维修对策。     

高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命评价方法研究

针对高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命一直缺少定量化评价方法的问题,结合大量高速公路养护设计项目经验及数据积累,提出从结构完整性及结构强度衰减度两方面综合评价半刚性基层结构剩余寿命的方法.结构完整性给出了3种计算方法,包括利用探地雷达无损检测数据直接计算、路面病害与取芯数据结合判断及通过路表面病害特征推算;结构强度...     

老龄桁架桥的检测评估方法

由于现有规范采用的钢桁架桥的检测与评估方法无法满足结构承载力与剩余寿命评估的需要,结合上海市外白渡桥研究一种适用于老龄钢桁架桥的检测与评估方法。首先依据交通调查资料,采用Monte-Carlo法建立交通荷载模型,得出结构的最大内力与疲劳应力谱;然后切取实桥锈蚀构件进行试验,分析锈蚀对结构承载力的影响规律,根据量化的锈蚀程度检测结果计算构件的剩余承载力;最后采用基于断裂力学理论的损伤容限计算方法分析桥梁的剩余使用寿命。对外白渡桥的分析结果表明:该桥有40根杆件、4个节点板的承载力及8个构件的剩余寿命无法满足继续使用的要求。     

基于时变可靠指标的桥梁剩余寿命预测

桥梁结构剩余寿命的预测对结构的安全使用具有重要指导意义。服役桥梁结构的抗力随时间逐渐退化,车辆荷载也是随时间变化的随机变量。本文采用时间离散法计算结构时变可靠指标,进而推知结构的剩余寿命。     

基于模量衰变的复合式基层沥青路面剩余寿命探讨

复合式基层沥青路面是当前我国主要新型路面结构形式,其主要结构特点为基层采用柔性上基层并在其下下卧半刚性基层。路面剩余寿命作为结构比选的依据之一,其预估正确与否尤为重要。为了深入对比三类常见复合式基层沥青路面的优劣,采用Bisar3. 0软件计算结构主要力学响应,考虑半刚性基层模量随开裂程度不同而产生的衰变,在此基础上参考南非方法计算无机结合料稳定材料拉应变控制下的剩余寿命。结果表明:当水泥稳定基层从开裂前的完好状态变为开裂成碎块状态时,复合式路面剩余寿命呈骤减趋势;路面寿命衰减主要集中在基层由"开裂前"过渡为"开裂成中块"的前期开裂过程;基层拉应变计算点取轮隙中心适宜。     

电动汽车锂离子电池建模和剩余容量估计

建立锂离子电池的非线性数学模型,计算了模型参数,得到电动汽车用锂离子电池荷电状态的合理控制范围。提出一种估算锂离子电池剩余容量的方法。结果表明,所建的数学模型能很好描述锂离子电池各种工作状态,所提出的剩余容量估计方法为锂离子电池的寿命预测提供了依据。     

基于径向刚度法的车辆翻新轮胎使用寿命判定

为了有效判定车辆翻新轮胎的剩余使用寿命，需要科学确定废旧轮胎胎体橡胶老化程度对翻新轮胎使用寿命的影响。在分析废旧轮胎胎体橡胶老化规律的基础上，通过橡胶老化试验测试及回归分析，确定了胎体弹性模量随着橡胶老化年限增加近似线性增大的影响规律；结合计算机仿真技术及试验测试技术，基于轮胎径向刚度法提出了翻新轮胎剩余使用寿命不安全系数计算方法，其计算数值大小与翻新轮胎径向刚度和新轮胎径向刚度之差成正比，与新轮胎径向刚度值成反比；构建了由橡胶加速老化系统、弹性模量测取系统、承载-变形计算机模拟系统和承载-变形测试系统等组成的翻新轮胎剩余使用寿命判定系统；基于径向刚度法和判定系统提出了车辆翻新轮胎剩余使用寿命判定规则，确定了翻新轮胎胎体剩余使用寿命判定具体流程；根据剩余使用寿命不安全系数计算方法和判定规则，将翻新轮胎确定为可正常使用、需降速使用和需报废处理3个级别，并利用11.00R22.5载重车辆翻新轮胎进行了剩余使用寿命判定与评价，依据判定规则分别计算了不同使用年限3条翻新轮胎的剩余使用寿命不安全系数，确定出3条翻新轮胎所对应的级别，判定与评价结论与实际使用情况相吻合。研究结果表明：废旧轮胎胎体橡胶老化程度对翻新轮胎剩余使用寿命影响显著，翻新轮胎径向刚度与剩余使用寿命之间存在较大影响关系；废旧轮胎胎体橡胶老化程度越严重和径向刚度越大，翻新轮胎的剩余使用寿命将会越短。     

飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道疲劳寿命及抗减振措施研究

为解决在上方飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道衬砌结构抗减振问题，依托时速350 km成自高铁下穿天府机场东二跑道的区间隧道工程，通过数值模拟研究在上方飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道衬砌结构的疲劳寿命以及相应的抗减振措施。研究表明： 1）B747-400型飞机在单次重着陆过程中，高铁隧道衬砌位移峰值为1.2 mm，附加第一主应力峰值为328 kPa，附加第三主应力峰值为417 kPa，均出现在拱顶位置处； 2）在长期飞机重着陆作用下，衬砌拱顶部位最早出现疲劳损伤，其次为边墙部位，疲劳寿命为88年，建议通过提升自身衬砌混凝土强度等级或设置减振层等方式加以改善； 3）采用提高衬砌结构混凝土强度等级的方法抗振效果显著，而采用泡沫混凝土减振层的方法则需设置一定厚度后才起作用，建议减振层厚度为0.5 m，弹性模量控制在0.7 GPa以上，方可达到隧道设计使用年限规定要求。     

基于FWD预估沥青路面剩余寿命的探索

如何合理的利用FWD测得的数据来评定路面寿命是道路研究的一个重要课题。依托实体改扩建工程,使用FWD检测路面的弯沉,采用三层和四层体系来反算结构层模量,比较反算结果后,使用三层体系反算的模量值进行沥青路面剩余寿命的预估。     

赣江大桥公路桥病害检测与安全评估

首先对赣江大桥公路桥进行病害调查,评定全桥各部位损伤状态。根据评定结果,再对材料退化、结构损伤与受力性能进行实桥测试。应用断裂力学方法,采用观测和超声波探测方法确定初始裂纹尺寸,通过裂纹扩展模拟得出临界杆件的剩余寿命。综合实测数据与理论分析,评估该桥使用安全性和剩余寿命,并建议维护加固措施。     

航空电源车启动飞机失败原因及对策探究

针对航空地面电源车有时出现一次启动不成功的问题,在分析电源车的供电系统的工作原理基础上,对电源车经常出现的故障及其原因进行分析,建立了电源车故障树,构建了故障定位流程图,并指出电源车进场前的维护工作重点及常见的故障排除策略。     

车辆轴限对钢筋混凝土桥梁可靠度和加固费用的影响

为了分析车辆限载对钢筋混凝土桥梁可靠度和加固费用的影响,基于实测车辆动态称重数据和可靠度理论,研究了桥梁可靠度及其年均加固费用与车辆轴限值的关系。首先根据车辆动态称重数据统计得到交通荷载资料,在保持车货运输总重不变的前提下,采用蒙特卡罗法模拟不同轴限值约束下的随机车流。然后,计算桥梁在不同轴限值下的时变可靠度,结合不同加固方案所引起的可靠指标变化确定桥梁剩余使用寿命及其年均加固费用,并拟合确定轴限值与年均加固费用的关系曲线。最后,以湖南某地区的实测车辆动态称重数据及一座典型的钢筋混凝土简支T梁桥为例进行分析说明。研究结果表明：对桥梁进行限载可以减缓桥梁可靠指标的下降速率;在车货运输总重保持不变的条件下,轴限值越大,桥梁的可靠指标下降越快,桥梁使用寿命越短;当轴限值不超过10 t时,桥梁使用寿命可以达到设计使用年限,而当轴限值超过16 t后,桥梁结构的可靠指标随时间下降明显,在达到设计使用年限之前需要采取加固措施;采用3种常见的方案对桥梁进行加固后,桥梁剩余使用寿命随轴限值的增加均呈明显的下降趋势;随着轴限值继续增大,3种加固方案对桥梁剩余使用寿命的影响越来越小,而桥梁年均加固费用却随轴限值的增大呈指数型增长。     

基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征,建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足,建立了铆接构件断裂分析模型,该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序,经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型,计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命,结果表明:按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35%,可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能,简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2 a;若按保证主桁结构承载安全,则探测间隔已超过100 a,这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。     

京福高速公路济泰段维修工程交通分析及路面结构设计

结合京福高速公路济泰段路面维修工程，用国内现行沥青路面设计规范和美国现行AASHTO沥青路面设计法对济泰路进行交通分析，在此基础上评价济泰路的剩余服务寿命，并用AASHTO罩面设计方法对路面结构进行设计，以期为国内路面维修工程提供参考。     

下穿飞机跑道地铁区间隧道附加荷载计算方法

为更加准确方便地计算飞机滑行过程中对下穿飞机跑道的地铁区间隧道最不利作用位置的附加荷载值，将飞机22个轮子的最不利滑动荷载峰值作为飞机静荷载作用集中力，运用布辛奈斯克理论公式求解22个轮载作用下的地层附加应力值，分析不同埋深条件下最大竖向附加应力的分布规律和量值变化规律。根据荷载-结构法与飞机附加应力的理论解，确定下穿飞机跑道地铁区间隧道附加荷载的最不利分布模式，并通过回归分析得到飞机附加应力q1、q5的简化计算公式。最后通过数值模拟的方法验证了布辛奈斯克理论公式的适用性。研究结果表明： 1）随着隧道埋深的增大，飞机最大竖向附加应力与隧道竖向围岩压力的比值先迅速下降，随后缓慢下降，当隧道埋深大于50 m时，飞机最大竖向附加应力与竖向围岩压力的比值较小； 2）不同隧道埋深下的飞机最大竖向附加应力值点位置基本一致，位于距离飞机最后一排轮子2.1~3.3 m的中轴线上； 3）飞机附加荷载最不利分布模式为近似对称梯形分布模式，此时飞机最大竖向附加应力值点位于隧道拱顶正上方； 4）简化后的附加应力q1与隧道埋深z呈负相关关系，q5与隧道埋深z、隧道洞径D呈负相关关系。