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。     

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。     

桥梁使用寿命预测研究

目前,桥梁设计中对建设期安全、结构强度、初期投入和业主成本较重视,却忽视桥梁结构的使用寿命和全寿命成本及社会成本,存在较大的缺陷和局限性,不符合以人为本的桥梁建设可持续发展要求。造成的直接后果是使用性能差、服务寿命短、全寿命经济性指标差、桥梁维护成本高和社会负面影响大。介绍桥梁使用寿命和寿命周期确定的基本概念和使用寿命预测的研究情况及目前常用的2种使用寿命分布模型,为基于寿命周期成本的桥梁全寿命设计、维护、投资方案决策和桥梁寿命预测提供必要的基础。     

全寿命周期成本分析在不同材料桥梁方案比选中的应用

随着中国桥梁工程的发展,桥梁老化现象对桥梁经济指标的影响越来越得到重视,从设计阶段就开始考虑桥梁的全寿命周期成本的经济性具有重要社会经济意义。文中结合实体工程,细化桥梁全寿命周期成本构成模型,提出预应力砼和钢结构两种材料的桥梁设计方案,对比分析两种材料桥梁方案的全寿命周期成本,探讨全寿命周期成本在不同材料桥梁方案比选中的应用。     

全寿命成本分析与设计方案优化

我国对于全寿命周期成本的研究刚刚起步,关于桥梁建设项目的全寿命周期成本研究相对较少,相关理论研究还不成熟,更缺少系统的理论研究成果。结合已建大型桥梁工程养护、维修方面资料,通过分析桥梁最初建设成本以及整个寿命期内的营运期成本(管养成本、用户成本、环境影响成本)和拆除成本,对某跨海大桥非通航孔引桥混凝土梁方案及钢箱梁方案进行全寿命成本分析,在推广"全寿命周期成本分析"设计理念以及提高桥梁工程投资经济效益等方面做了有益的尝试。     

大型桥梁成本控制与全寿命周期成本分析

工程成本控制的目标是合理地确定成本并进行有效的控制,以提高投资效益。桥梁全寿命周期成本包括整个寿命期内用于桥梁规划、研究、设计、试验、施工、养护、检测、维修、管理、拆除处理等支付的费用。我国现阶段工程成本管理只注重施工过程中的成本控制,忽视投资决策阶段、设计阶段的成本控制,成本管理的各阶段相互脱节,资料收集整理制度不完善。企业缺乏有效的成本管理体制。建议采用BOT(build-operate-transfer)模式,使企业主动按照全寿命周期成本进行管理和控制。以港珠澳大桥全寿命周期成本分析为例,说明:营运期成本在大型桥梁工程全寿命周期成本中所占比重较大,建议在桥梁投资决策和方案设计中,综合考虑桥梁全寿命周期成本。     

桥梁全寿命周期成本研讨与应用

总结与研究在目前国内外桥梁全寿命周期成本设计方法的基础上,对各国目前所开发的应用于桥梁全寿命周期成本设计与控制系统进行对比分析,提出了各系统的特点并分析其优点与不足,结果表明全寿命成本的经济性因素十分重要,需要得出确定性与概率性两种结论方案,从而证明了桥梁周期本系统的实用性。     

基于全寿命周期抗震性能的桥梁结构维修决策方法研究进展

为了给桥梁维修管理工作提供参考并探索该领域未来的发展方向,综述了目前国内外基于全寿命周期抗震性能的桥梁结构维修决策方法的研究进展。首先,总结了基于地震危险性、地震易损性、结构失效后果的桥梁全寿命周期地震风险评估方法并单独介绍地震危险性与地震易损性分析方法。其次,介绍了常见的桥梁全寿命周期耐久性维护与抗震维修加固方法。随后,讨论了地震引起的桥梁破坏所导致的经济与人员伤亡损失的计算方法、采取特定维修措施的情况下产生的直接与间接维修成本计算方法;并进行了相应的成本效益分析。最后,从风险的角度讨论了桥梁全寿命周期抗震维修决策的相关要点:介绍了桥梁全寿命周期内的基本维修策略,包括根据维修时刻桥梁性能是否达到阈值划分的预防性维修与必要性维修,以及根据维修程度划分的完美维修、非完美维修、最小限度维修;同时也论述了引入多目标优化技术的桥梁全寿命维修决策方法的研究进展。综合分析结果表明:全寿命周期抗震性能指标变化趋势对维修决策的制定具有指导作用,从全寿命周期角度的考量能有效提高项目的成本效益,使得维修决策更为经济合理。引入预防性维修的维修策略能够有效节约维修成本,同时使桥梁全寿命周期风险维持于较低水平。     

寿命周期成本分析方法在桥梁工程中的应用

桥梁耐久性低、服务寿命短的问题已经严重影响了结构正常服务功能的发挥 ,并给社会造成了巨大的经济负担。文中介绍了寿命周期成本分析的概念及其应用于桥梁工程的发展历程 ,阐述了它的基本原理 ,探讨了桥梁寿命周期成本的构成 ,并给出了进行分析时的计算公式。利用国外的两个例子说明了桥梁全寿命成本分析对于桥梁设计和维护管理的重要性     

桥梁全寿命设计有关问题探讨

通过国内外桥梁的使用现状及某大桥主桥的缺陷行为分析,说明桥梁全寿命设计研究的必要性。基于桥梁结构全寿命周期的总体性能最优的设计理念,分析了目前国内外全寿命研究在耐久性、防腐蚀、寿命周期成本分析方法等的主要成果及有关问题。     

基于加固寿命周期成本最小的桥梁维修决策

提出了桥梁维修加固应该像新建桥一样进行寿命周期成本分析,同时提出了加固桥梁的加固寿命周期成本的概念,为加固决策提供了一种决策方法。应用年值成本概念对寿命周期不一样的方案进行比较。     

全寿命成本分析法在侧风影响下桥梁行车安全决策中的应用

为了顺利进行桥梁行车安全决策,基于全寿命成本分析法的基本原理,采用计算社会成本的方法综合考虑公众安全和社会效益,对侧风影响下桥梁行车安全设计方案的全寿命成本内容进行分析研究,并提出计算其全寿命成本的思路。其中,社会成本的计算主要研究采取管理措施关闭大桥导致的运输成本增加和侧风导致的事故人员伤亡损失,并总结出其考虑资金时间效应的计算模型。最后,以某跨海大桥的行车安全决策问题为例进行示例研究,在研究得到的数据和假定参数的基础上计算出各安全决策方案的全寿命期业主成本和社会成本并进行比较研究,以说明全寿命成本分析法在桥梁行车安全决策中的应用。     

考虑风速风向联合分布和地形效应的山区桥梁设计风速确定

为研究风向对基本风速的折减,以及其与地形效应对山区桥梁设计风速确定的共同影响,以一座山区大跨度桥梁为研究背景,采用风速风向联合分布函数和计算流体力学软件FLUENT对桥址区的风场进行数值计算。首先利用桥位附近气象站的风速资料,在风速观测数据不足的情况下,采用极值Ⅰ型分布获得了风速的月极值分布和年极值分布的关系,并由此计算出不考虑风向影响的百年一遇基本风速。再应用风速风向联合分布函数,计算考虑风向影响时各个风向的百年一遇基本风速,探讨风速风向联合分布对基本风速的折减效应;并应用FLUENT软件对2种情况下的桥位区风场进行数值模拟计算,分别得到不同风向下桥位处的最大风速（即设计风速）。研究结果表明：风速风向联合分布和地形效应会对设计风速的确定产生影响。若不考虑风速风向联合分布的作用,当该地区最大基本风速的风向与地形放大效应最大的方向不一致时,会使设计风速值偏于保守。最后基于研究成果提出了可用于山区桥梁设计风速确定的分析流程,该方法更具合理性和工程实用性,可为山区桥梁设计风速的确定提供依据。     

互通立交曲线梁桥绘图系统设计与实现

目前桥梁计算机辅助设计在结构分析计算方面的研究及应用比较成熟,但是在桥梁绘图方面主要还是限于一些标准跨径和基本结构形式的桥梁设计图绘制,系统适应性受到很大限制,特别是对于目前公路和市政道路工程中常见的互通立交连续梁桥,由于其结构种类繁多、受力复杂、规律性差、异型结构多等特点,其互通立交构造物的计算机自动绘图一直未能实现,成为桥梁设计中的瓶颈。针对这种状况,本文以互通立交匝道内弯梁段箱梁一般构造图的设计绘图为例,对互通立交曲线箱梁桥上部结构计算机辅助设计与绘图系统的设计与实现进行了探讨。     

FRP-混凝土-钢双壁空心桥墩分析及设计方法研究

纤维增强复合材料(FRP)是一种高强、轻质、耐腐蚀的高性能材料.FRP-混凝土-钢双壁空心组合构件是由香港理工大学滕锦光教授发明的一种新型组合构件,由外侧的FRP管、内侧的钢管及混凝土夹心层组成,具有建造方便(FRP管与钢管可作为浇筑混凝土的模板)、耐腐蚀性能优、抗震性能好等一系列优点.自2004年被提出以来,学术界已...     

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。     

某下承式钢管混凝土拱桥二类稳定分析研究

为研究下承式钢管混凝土拱桥二类稳定性问题,以某下承式钢管混凝土拱桥的方案设计为背景,利用大型分析软件ANSYS建立3个全桥有限元模型,其钢管混凝土材料分别采用统一理论法、组合截面法和双单元法进行模拟;探讨了二类稳定安全系数的评判标准,根据规范提出了二类稳定安全系数的判定计算方法。计算分析结果表明,统一理论法计算值偏大;组合截面法和双单元法能比较真实地模拟钢管混凝土材料,拱桥稳定性分析二者计算结果相近;该下承式钢管混凝土拱桥稳定性有保证。     

城市桥梁双层交通的概念设计

从节约土地,提高交通效率的目的出发,通过研究分析桥梁基本结构体系与桥梁基本构件的性能,提出了实现城市桥梁双层交通(或双层桥面)概念设计的原则、条件以及通过桥梁基本结构体系与结构构造布置进行创新设计的途径,并结合工程实践给出了双层交通的工程实例。