现役桥梁结构性能评估及全寿命维护加固决策

针对我国现役桥梁结构性能评估和维护加固研究现状,提出了基于不确定性参数评估桥梁结构安全性能和基于全寿命造价对现役桥梁结构维护加固进行决策等的理念,在此基础上建立了现役桥梁结构安全评估、维护加固决策管理系统,以用更合理的桥梁结构安全性能评估系统和全寿命造价思想指导桥梁后期维护加固决策.     

基于全寿命周期的桥梁结构抗震性能评价与设计方法研究进展

为了促进桥梁结构全寿命抗震设计研究在中国的发展,详细论述并总结了基于全寿命周期的桥梁结构抗震性能评价与设计方法在国内外的研究进展,同时建立了其研究体系的基本框架。首先介绍了钢筋混凝土桥梁结构在其全寿命周期内遭受以氯离子腐蚀作用为主的环境作用分析模型的研究成果,在此基础上着重介绍了以桥梁结构地震易损性分析方法为代表的抗震性能评价方法与地震损失成本评估方法的研究进展,最后论述了基于全寿命成本分析的桥梁结构抗震优化设计方法研究现状。研究结果表明：基于全寿命周期的抗震性能评价和设计方法能够合理地解决传统抗震设计方法中未考虑结构抗震性能退化的问题,对于桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。     

现行桥梁结构寿命评估研究

总结了现行桥梁结构寿命评估方法与存在的不足 ,并提出了全桥仿真寿命评估方法     

钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统研究

正交异性钢桥面板作为大跨度桥梁的首选桥面板结构,实时监测并准确识别其重要构造细节的疲劳损伤程度,在此基础上预测剩余疲劳寿命,对于大跨度桥梁的服役期管理维护决策至关重要;但正交异性钢桥面板的疲劳问题具有多尺度、多模式、随机性、隐蔽性等特性,且其对结构静动力响应的影响仅限于疲劳裂纹附近的局部区域,传统的损伤识别方法难以准确识别。结合智能技术的最新发展和正交异性钢桥面板疲劳问题的基本属性,构建了其疲劳损伤智能监测与评估系统,并对其疲劳损伤指标和疲劳损伤智能评估的相关关键问题进行研究。提出了基于等效结构应力的正交异性钢桥面板多尺度疲劳损伤评估方法;建立了考虑随机因素的结构体系实时疲劳损伤评估及剩余寿命预测方法;构建了正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统;基于实际桥梁结构的交通量和结构响应监测信息,对所建立的正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统进行了验证。研究结果表明：在实际交通荷载作用下,顶板与纵肋连接细节的疲劳主导失效模式为焊根部位起裂沿顶板扩展,所提出的疲劳损伤评估方法的评估结果与实际结构一致,表明所提出的方法能够准确确定结构体系的疲劳失效模式;疲劳损伤智能监测与评估系统所确定的实桥疲劳损伤及剩余寿命预测结果与实际桥梁疲劳损伤开裂时间基本一致;所建立的智能监测与评估系统可为正交异性钢桥面板疲劳损伤过程和寿命评估提供理论依据及支撑,并为实桥的运营管理养护决策提供科学依据。     

基于全寿命设计方法的梁式桥概念设计研究

研究桥梁全寿命设计方法的理论框架,对桥梁结构的全寿命周期、全寿命设计基本原则和方法、全寿命设计性能指标、全寿命设计与传统设计方法的差别等进行探讨和分析。提出基于全寿命设计方法的梁式桥概念设计,对使用寿命、结构整体布置、混凝土梁桥概念设计等进行探讨,促进全寿命理念在桥梁设计中的应用。     

老龄钢桥工作状态模拟与疲劳寿命

为评估老龄钢桥的剩余寿命与使用安全，首先要建立能够精确模拟桥梁目前使用状态的工作模型，以准确计算桥梁中疲劳细节应力。在对桥梁所承受的交通荷载进行调查统计分析的基础上，建立能代表真实运营状况的车辆交通荷载谱，以模拟结构所承受的荷载历程。以上海市浙江路桥为例介绍老龄钢桥工作状态模拟、荷载谱模拟与疲劳寿命评估的基本方法。     

基于频率协整的桥梁结构整体损伤识别方法

以基于物联网的桥梁群全寿命安全监测评估系统研究项目为背景,引入计量经济学中处理非平稳问题的协整概念,统计选取协整余量的控制线,以控制线识别桥梁整体结构是否完好,最后通过算例对本方法的有效性进行验证,该研究成果可为同类桥梁结构整体损伤识别和分析提供参考。     

桥梁全寿命设计方法框架性研究

分析了目前桥梁设计方法存在的问题,在寿命周期成本分析的基础上,提出了一种新的基于桥梁性能的桥梁全寿命设计方法和思路,即在满足桥梁服务水平的前提下,以桥梁寿命周期成本最小为优化目标对设计方案进行评估。研究了桥梁寿命周期成本的组成,并以此建立混合寿命周期成本优化模型,通过优化分析,得到最优的桥梁设计方案。通过算例研究,验证了该方法的有效性。该方法的实现不仅能保证桥梁提供长期稳定的服务水平,而且能起到控制长期投资、减小对社会不利影响的目的。     

青洲闽江大桥结构监测管理系统设计与实施

近年来,桥梁垮塌事件在世界各地层出不穷,在役桥梁“老龄化”日趋严重,同时桥梁建设跨径不断增大,结构更加复杂,潜在隐患也随之加大.因此,对大型既有桥梁的监测和评估工作显得尤为必要和紧迫.本文针对青洲闽江大桥进行了结构监测管理系统的设计与实施,实现对桥梁结构重要参数寿命周期内的跟踪监测,掌握当前桥梁结构的真实状态,辅助大桥管理,提供有效的养护依据.     

青岛海湾大桥耐久性评估指标及方法

大型海湾桥梁在全寿命服役过程中,受到恶劣环境因素的长久作用,会发生混凝土劣化与钢筋锈蚀、索构件防护失效与钢丝锈蚀、钢箱梁涂层劣化、锈蚀与裂纹等。为确保大桥的正常运营,降低全寿命周期养护费用,有必要采取先进的监检测手段对关键的耐久性指标进行跟踪,并采用合理和科学的方法对桥梁结构的耐久性能进行评估。本文重点讨论了海湾大桥需要重点关注的耐久性评估指标及其评估方法,并给出了其在大沽河航道桥中的应用。     

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。     

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。     

使混凝土和钢桥长寿的涂抹材料

降低桥梁寿命的最大的原因,是雨水、道路撒水、喷防冻结剂产生的冻解水和水影响造成的材料劣化。混凝土桥寿命降低的原因是由于水渗人造成的钢筋、PC钢棒锈蚀;涂层劣化造成的钢材锈蚀使钢桥寿命降低。桥面铺设寿命降低的原因是由于防水层劣化、桥面积水造成的铺设损伤。该文对优于通用的混凝土保护材料及在钢桥的钢床中使用的涂层系列防水材料进行了论述。     

桥梁使用寿命与设计使用年限差异的原因分析和对策

为促进我国桥梁更好地发展,分析和研究我国桥梁未能达到设计使用年限的原因和对策。从桥梁的规范、设计、建设到维护等因素出发,分析我国桥梁使用寿命未能达到设计使用年限的原因有:桥梁设计规范判定设计使用年限的时间差异性、我国现行桥梁设计的不合理性、桥梁建设中人为和非人为因素对桥梁使用寿命的影响以及后期桥梁自身的作用等。针对在桥梁规范、设计、建设、维护中的不足,提出制定动态的桥梁设计规范、注重桥梁正常使用状态设计、科学地对桥梁进行建设和维护等对策。     

基于给定结构寿命的混凝土系杆拱桥设计及养护策略研究

针对混凝土系杆拱桥的病害及养护策略问题,从给定结构寿命的设计及养护的理念出发,提出根据系杆拱桥各构件的等级与易损性分析结果,寻找出结构中既关键又易损的构件,在桥梁设计及养护排序选择时,优先及重点关注这些构件,实现针对性的养护,同时在安全性和经济性之间进行权衡,从而达到降低维护成本,有效地延长桥梁使用寿命的目的。     

桥梁的局部维修加固工艺与控制

某城市桥梁为预应力混凝土简支空心板结构,运营10a后出现了支座下墩身开裂、梁体裂缝等病害。该文简要介绍了加固方案的选择。具体介绍了加固施工的方法和工艺要求,从而使桥梁结构加固达到预期的目的,延长了桥梁的使用年限。     

基于可靠度的桥梁结构剩余使用寿命预测方法

按基于某一限值可靠度的方法对既有桥梁结构剩余使用寿命进行了研究，在介绍了相关文献的半经验半理论的预测方法和基于动态可靠度预测方法的基础上，对拟采用维修或加固措施以延长剩余寿命的桥梁，提出了基于体系可靠度并考虑最优维修方案组合的寿命预测方法，并建立了优化数学模型。研究表明：该方法以桥梁的完整使用周期为研究对象，从而确定与安全、经济的维修决策相对应的最优使用寿命，但仍有许多问题需做进一步研究。     

组合梁混凝土桥面板维修更换影响及预案研究

从桥梁全寿命经济性设计观点出发,提出组合梁混凝土桥面板可更换方案,基于该方案,对桥面板更换过程中桥梁结构的受力以及不同的更换顺序对钢结构的影响进行了研究,从施工操作简单、结构安全性能佳的角度提出了桥面板更换的最优策略,确保大桥在维护特别是桥面板更换时的结构安全,同时保证大桥的百年寿命要求。     

桥梁常见病害与补强加固方法

桥梁在长期的自然环境和使用环境的作用下,会逐渐产生损坏,造成梁体裂缝、开裂、破损等问题,甚至影响到桥梁结构安全。通过桥梁病害及成因分析及某桥加固处理的设计实例,从设计的角度提出了一些有针对性的处理办法,有关经验可供相关专业人员参考。     

大跨径悬索桥桁架加劲梁节段的安装研究

大跨径悬索桥桁架加劲梁节段拼装连接是主梁安装的关键工序,固结时机选择不好,会在加劲梁节点处产生较大次应力,降低结构安全储备,甚至影响桥梁的使用寿命,以湖北沪蓉西四渡河大桥为背景,研究加劲梁在4种不同固结方案状态下的受力特征,得到了加劲梁截面应力及各相邻加劲梁截面之间开口距离的变化规律,提出了加劲梁施工过程中的临时连接及永久固结的最佳时机。