模糊失效准则下桥梁拉索锈蚀时变可靠性分析

针对桥梁缆索耐久性问题日益突出的现状,对锈蚀拉索的时变可靠性问题进行了研究。首先,基于不同气候条件下钢丝的腐蚀速率和拉索截面锈蚀扩展规律,由随机过程理论建立了锈蚀拉索的抗力退化模型。针对拉索运营期失效具有模糊性的特点,以安全系数为判据构造了拉索模糊失效的隶属函数,提出了模糊失效准则下拉索锈蚀可靠度分析模型,并采用将服役期离散化的方法简化了时变可靠度的计算问题。通过算例分析了不同腐蚀环境下服役拉索的时变可靠度,并与时不变可靠度以及清晰失效准则下的时变可靠度进行了比较。结果表明:本研究模型能够反映拉索在不同腐蚀环境、不同服役时间内可靠度的变化规律。与清晰失效准则相比,模糊失效准则下时变可靠指标的渐变规律更好,与工程实际更为相符,一定程度上避免了清晰失效准则下安全系数选取困难的情况。拉索服役期的时变可靠指标具有明显的时段区分,当护套完好时,可靠指标下降缓慢,一旦护套破损引发钢丝锈蚀,随着腐蚀环境的不同可靠指标将显著下降。对于护套发生局部破损的拉索,在较恶劣环境中服役寿命仅为8～10 a,由于钢丝锈蚀的不可逆性,避免护套的损伤并加强检测是保证拉索耐久性的关键。     

基于竞争失效的综合传动剩余寿命预测

剩余寿命预测是机械传动系统故障诊断和健康管理的关键。车辆综合传动装置作为复杂时变的机电系统,在高速重载的运行过程中,常存在多种失效形式和失效过程,不同失效模式间竞争失效。然而,现有综合传动装置剩余寿命预测研究中,没有将劣化失效与突发失效同时考虑。鉴于此,本文中研究基于劣化失效和突发失效竞争失效模式的综合传动装置寿命预测方法。首先,针对综合传动装置的多维监测数据,采用鲁棒核主元分析与状态空间模型融合得到整机劣化程度指标。然后,采用随机过程Wiener模型建立装置的劣化失效模型,采用Weibull分布模型建立装置突发失效模型,进一步在考虑劣化失效与突发失效相关的基础上建立了综合传动装置竞争失效模型。最后,采用最大似然估计方法估计了模型的参数,实现了综合传动装置的剩余寿命预测。实验研究验证了本文方法的有效性,能够客观描述装置的可靠度变化规律,提高剩余寿命预测的准确性。     

青岛海湾大桥局部索构件失效对结构的影响及对策研究

以青岛海湾大桥航道桥为背景,采用半动力分析方法,研究分析了悬索桥吊杆及斜拉桥拉索失效后对周边结构的影响。结果表明：悬索桥吊杆的强健性较斜拉桥斜拉索好,单根或两根吊杆失效时不影响结构整体安全;而对于斜拉索,在两限或三根拉索失效时,结构可能因主梁应力的储备不足而破坏。根据分析结果,制定了结构损伤等级,给出了相应管理养护措施...     

碳纤维复合材料索斜拉桥的设计与测试

为了解碳纤维复合材料（CFRP）索斜拉桥的结构性能、施工技术以及长期性能,进行了中国首座CFRP索斜拉桥的设计和应用研究。阐述了该桥主要部件的设计要点,采用有限元法分析了其整体受力性能;结合该桥的建造,研究了中等长度CFRP拉索的制备工艺和安装工艺;根据施工过程仿真分析结果,提出拉索的张拉方案,并在拉索张拉期间,对主梁、主塔及拉索进行了全面的测试。测试结果表明,测试值与理论值吻合良好,CFRP拉索中各根筋材受力均匀性很好。该桥在建造期间的测试、分析以及经过2年多的使用充分表明,CFRP拉索在中国斜拉桥上的初次应用是成功的。     

CFRP筋用作斜拉桥拉索的研究与应用进展

碳纤维复合材料(CFRP)斜拉索具有轻质、高强、耐腐蚀以及抗疲劳等优良的性能,在未来大跨度斜拉桥中具有广阔的应用前景。介绍了CFRP拉索的研究与应用现状,总结了目前国内外应用CFRP拉索的试验性斜拉桥,并简要介绍了我国已建成的第一座CFRP拉索斜拉桥。较为详细地分析了CFRP拉索的基本性能、优势;对其面临的一些问题,特别是锚固体系方面的问题进行了探讨;最后对CFRP拉索在应用研究方面还有待开展的一些主要工作进行了展望。     

斜拉索腐蚀损伤下斜拉桥体系可靠度研究

拉索腐蚀疲劳累积损伤是威胁斜拉桥运营安全的关键因素,导致斜拉桥运营期的换索次数多且换索成本高。为了准确评定斜拉索腐蚀疲劳损伤对斜拉桥结构安全的影响,从结构体系可靠性角度探索拉索腐蚀疲劳损伤的概率传递模型。分析了斜拉索腐蚀疲劳损伤对结构体系可靠度的影响规律,从而为换索决策提供依据。研究结果表明,疲劳和疲劳腐蚀效应共同作用下的拉索在20 a服役期内的强度系数分别为0.928和0.751,斜拉索抗力退化将导致斜拉桥主要失效路径变化,主梁索间距为30 m的斜拉桥在服役期的13 a,主要失效模式从由主梁弯曲失效转移至斜拉索强度失效,导致后期的结构体系可靠指标快速下降。     

斜拉桥拉索腐蚀失效与水泥浆体的异常特性

研究了广东某斜拉桥拉索钢丝的腐蚀失效。结果表明，拉索钢丝锈蚀的关键原因是拉索上段的水泥浆体长时间不凝结，产生微电池原理的电化学腐蚀。而水泥浆不充满，浆体中含一定量的Ｃｌ有拉索在受应力的情况下，更加速了钢丝锈蚀；较大的水灰比，含一定浓度的ＦＤＮ减水剂及是导致含ＦＤＮ减不剂水泥浆体长时间不凝结的三个条件；拉索内水泥浆了 及ＦＤＮ减水剂等富集于拉索上段，而未能采取相应有效措施解决，从而导致密闭的拉索上段     

月牙形主塔斜拉桥内侧拉索的力学性能研究

异形主塔斜拉桥因其造型新颖美观,在市政桥梁中得到了推广应用.为了研究月牙形主塔斜拉桥的内侧拉索对结构力学性能的影响,采用有限元分析软件Midas/Civil建立了有限元计算模型,分别考虑受力索位置、内索造型、拉索的垂度效应以及内索索力优化,计算6种不同的内侧拉索布置方案对斜拉桥主梁、主塔、拉索的影响,对比分析影响结构受...     

恒丰北路桥拉索试验研究

恒丰北路桥是国内建造最早的斜拉桥之一，其拉索防护采用了水泥砂浆、黑色PE两层防护体系，具有一定代表性。在对该桥进行换索后，利用换下的旧索进行了钢丝锈蚀分布检查、钢丝锈蚀性能分析以及拉索锈蚀性能分析，详述了试验的方法、步骤和试验结果，分析了这种防护体系的弊病以及拉索在腐蚀条件下的力学性能变化。     

斜拉索设计,试验与安装条例（上）

详细介绍了斜拉索及其锚具组装件的材料性能、荷载情况、设计准则、试验和检测项目以及验收标准，包括拉索的制造，运输和安装工艺要求以及防护措施，本文是美国斜拉桥拉索设计，试验和安装的专门性技术标准，并附有注解说明。     

乘用车驻车制动拉索振动断裂验证方法研究

对乘用车驻车制动拉索振动断裂进行了初步研究,并给出了其验证方法,对汽车其他零件或结构振动失效验证也具有一定的参考意义.     

斜拉桥拉索失效的两个问题

对广东某斜拉桥拉索钢丝腐蚀失效的两个问题进行了研究。拉索钢丝锈蚀的关键原因是拉索上段的水泥浆体长时间不凝结，产生微电池作用的电化学腐蚀，水泥浆体不充满及含一定的Ｃｌ－等更加速了钢丝的锈蚀；拉索内水泥浆体离析，含ＦＤＮ减水剂的液相富集于拉索上段，水泥浆体在较大水灰比、较高ＦＤＮ减水剂含量及密闭的三个条件下，会长时间不凝结，采取有效措施避免上述异常现象发生至关重要     

斜拉桥拉索失效分析探讨

分析了广东某斜拉桥拉索钢丝的腐蚀失效。结果表明 ,拉索钢丝锈蚀的关键原因是拉索上段的水泥浆体长时间不凝结 ,产生微电池原理的电化学腐蚀。而水泥浆体不充满 ,浆体中含一定量的C1 及拉索受拉应力的作用 ,更加速了钢丝锈蚀。较大的水灰比 ,含一定浓度的FDN减水剂及密闭导致拉索上段水泥浆体长时间不凝结。     

端部激励下空间倾斜拉索振动的混沌特性研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,拉索的振动会引起锚固端的疲劳,损害拉索的防腐系统,缩短拉索的使用寿命,严重时还会造成拉索失效,危及桥梁结构的安全,已成为大跨径斜拉桥亟待解决的关键问题之一.基于斜拉索的三维空间特性,推导了斜拉索在端部任意方向位移激励下三维空间非线性振动平衡微分方程;引入了Lyapunov特性指数作为特定系统的混沌判据,采用Runge-Kutta分段积分法,搜索求解了不同激励幅值条件下拉索跨中横向振动位移的相平面图、Poincare截面图、最大Lyapunov指数谱图,分析和证实了拉索振动的混沌特性.     

汽车标定用失效催化器排放劣化指标一致性研究

基于催化剂高温失活机理,分析了OBD催化转化器失效样件的制备过程。其制备过程较为复杂,方法尚不统一,就制备过程其中一种方法的催化剂储氧量测试进行了详细阐述,并在此基础上分析了不同老化阶段后催化剂储氧量与排放劣化的一致性。结果表明,本研究给出了一种有效制备汽油车标定用失效催化器的方法,并确认了整车HC排放劣化与催化剂储氧能力的下降有很好的对应关系。     

采用拉索减震支座的刚构桥横向抗震性能研究

为了解拉索减震支座对刚构桥横向抗震性能的影响,以某(65+120+65)m预应力混凝土连续刚构桥为背景进行研究。基于拉索减震支座的抗震机理,采用MIDAS Civil(V8.0.5)软件建模,应用非线性动力时程方法分析该桥横向地震响应,并比较拉索减震支座参数(初始间隙及拉索刚度)对该桥抗震性能的影响。结果表明:拉索减震支座可有效降低刚构桥过渡墩的横向受力,同时可有效控制刚构桥主梁的运动形态;拉索减震支座对主墩抗震性能的影响较小;初始间隙越小、拉索刚度越大,拉索减震支座对主梁的约束作用越大。     

大跨度石油管道悬索桥风缆动力性能及优化研究

为了深入分析振型和频率对结构动力性能的影响,以某石油管道悬索桥工程为例,采用Midas Civil有限元软件通过改变风缆的倾角角度、矢跨比、风缆截面面积以及风拉索截面面积等参数,研究了这些参数对桥梁动力特性产生的影响,结果表明风缆倾角角度和风缆截面面积对结构影响最为显著;分析了风缆参数对运营阶段桥梁动力性能的影响,提出了风缆角度取15°～30°、矢跨比取1/15～1/16、风拉索间距10 m～20 m、风缆截面面积取0.85～1倍、风拉索面积取1倍、跨中风拉索长度1 m～3 m的设计参数推荐值范围;运用结构优化理论对某管道悬索桥的风缆进行了优化设计,得到相较原设计的最优参数为0.9倍的风缆截面面积、风拉索间距取10 m、风拉索截面面积不变、跨中风拉索长度取2 m。     

国内外大跨斜拉桥拉索阻尼器选型实例研究

斜拉索阻尼器的研究目前都集中在减振性能测试及影响减振效果的因素分析方面,而在阻尼器选型方面的研究还较少。对长江上游地区跨长江的斜拉桥与全球主跨700m以上斜拉桥的阻尼器选用情况进行了研究,分析了各类斜拉桥的拉索阻尼器选用情况。提出的拉索阻尼器选用实例研究结果,可为同类型的斜拉桥的阻尼器选型提供参考。     

斜拉桥拉索粘性剪切型阻尼器的试验研究

介绍一种新型的斜拉桥拉索用粘性剪切型阻尼器，并给出了该阻尼器的设计原理和方法。采用动力试验方法对其减振性能及减振规律进行了室内及实桥试验研究，并对试验结果进行了分析。研究表明，这种阻尼器减振性能优良，完全可用于实桥拉索的振动控制。     

高强CFRP拉索-弯折锚固系统静力性能研究

为了满足索承结构对拉索索力增长的需求,增加单筋直径和数量来提升索力是一种有效方法,但同时会导致索体直径和盘卷直径过大。为此,基于先前开发的变刚度锚固荷载传递介质,提出一种采用多根高强小直径CFRP筋的弯折锚固系统(简称弯折锚)来同时提升索力和弯曲性能。针对多筋拉索建模复杂以及计算效率低的问题,提出了基于等效圆环的应力释放模型,并利用足尺试验对应力释放模型的可靠性以及锚固方法的有效性进行验证。结果表明：改变单筋间距有利于减小平行锚最外层筋内外侧轴向拉应力差,但对轴向应力和径向应力影响较小。应力释放模型可以有效解决封闭圆环模型的“环箍效应”,使拉索内层筋的环向挤压应力更加趋近于真实的多筋模型。高强CFRP拉索失效模式为整体炸裂式破坏,荷载传递介质几乎没有受到可见的挤压和剪切损伤。应力释放模型对荷载-位移曲线、轴向位移和锚固区拉索轴向应变均具有较高的模拟精度。Φ4-91高强CFRP拉索的实测极限抗拉力为3 393 kN,相应的锚固效率为91%,而锚固效率低的原因在于多筋受力不均匀和未对锚具进行重新设计。自由段拉索轴向应变随荷载的增加而增大,应变片粘贴位置、胶层厚度以及筋材长度误差是导致轴向应...