钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展

钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点,是桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明,疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故的关键因素,严重制约了钢结构桥梁发展应用。学者们从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究,现聚焦于疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面。对2020年度在相关领域所取得的最新研究进展进行总结,梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明,钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点,在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上,构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术,是未来的研究重点和重要发展方向。     

CFRP加固前后桥梁构件超载疲劳试验研究

为了精确评估桥梁服役期间超载运营引发的疲劳损伤和失效风险,在对车辆荷载调查的基础上开展了采用碳纤维布 (CFRP) 加固前后桥梁构件的疲劳试验,分别模拟了一般超载运营、严重超载运营和组合超载运营状态,测试了结构构件超载运营后的承载能力,并对超载运营中的截面应变、裂缝形态、最大裂缝宽度和挠度等参数随超载循环次数的变化规律进行了监测.试验表明：超载运营对桥梁结构的影响主要以疲劳损伤的形式体现,且影响结构的变形能力;单纯衡量结构构件的承载能力不能反映结构的真实服役状态.在模拟超载的低周高应力循环作用下,截面应变随着疲劳次数的增加而持续增长,可近似满足平截面假设.超载运营下桥梁构件的疲劳性能应以钢筋应变和跨中挠度为主要控制指标.     

预应力纤维增强复合材料(FRP)桥梁结构加固应用2020年度研究进展

纤维增强复合材料（FRP）由于其材料耐腐、质轻高强等优越性能在新建桥梁和旧桥加固等工程领域中应用广泛、发展迅猛,已成为桥梁领域的研究热点。为促进FRP在桥梁加固中的应用与发展,满足工程运维多样化需求,对老旧桥梁加固特点、FRP材料性能及其加固桥梁方法等方面的相关研究进行总结与评述,并从混凝土和钢结构桥梁加固两方面对近年来预应力FRP方法在桥梁加固实践中的研究和应用进行回顾。预应力FRP因其加固效果明显,施工速度快,已成为一种重要的桥梁加固方法并得以应用,未来还需在FPR锚固系统标准化、加固后桥梁行为可监测性、建立FRP加固桥梁结构的规范体系等方面开展研究工作。     

纤维增强复合材料桥梁结构2019年度研究进展

纤维增强复合材料（FRP）因其卓越性能适应现代桥梁结构大跨、轻质、耐久的发展需求,近年来被广泛应用于桥梁工程。为促进复合材料桥梁领域的结构形式和设计的发展,从FRP材料性能、构件和桥梁结构3个层次对近年来FRP在桥梁工程中的研究和应用进行回顾,阐述FRP材料-结构一体化设计理念,并对FRP材料在桥梁加固、组合构件、全桥结构等方面的相关研究进行总结与评述。结果表明：现阶段桥梁用FRP仍局限于旧桥加固,新建大跨桥梁结构应用潜力巨大,需提高材料的力学性能、降低成本、制定产品质量检测标准,建立材料-结构一体化的设计、施工、监测规范体系和工程应用模式。     

桥梁评估与加固理论2019年度研究进展

综合运用现代测试手段、试验技术、评估理论、结构理论、数值仿真、数学统计预测等理论方法和技术手段,对既有桥梁在剩余服役期内的安全性和适应性给出评判,提出维护策略及加固方法,是桥梁工程的重要研究领域。基于该领域最新研究进展,对基于时变理论的既有桥梁可靠性评估方法、结合工程应用的可靠度计算方法、维修加固的策略、钢筋混凝土墩柱的抗震性能及其抗震加固、桥梁加固的新材料、新方法和新装备等研究进行了介绍和总结,并从对既有结构性能衰变的认识、发展新的理论与方法、根据实际需求拓展新的研究领域等方面对研究提出了展望。     

混凝土桥梁加固技术的现状

分析了混凝土桥梁劣化与损伤的原因和现象,从桥梁的承载能力、抗洪能力和抗震能力等方面介绍桥梁的检测与安全评估内容,总结混凝土桥梁补强加固的方法.     

桥梁健康监测2020年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通讯传感设备远程记录运营中的结构持续响应,通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估,从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支,已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展,指导健康监测系统在桥梁工程中更高效的应用,对桥梁健康监测系统的信号降噪、信号预警、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍,并对2020年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现机器学习方法正越来越广泛地应用到现阶段桥梁健康监测各项关键技术的研究中。     

基于概率疲劳累积损伤理论的构件抗力衰减分析

本文首先研究了疲劳载荷作用下你件抗力随损伤发展而衰减的规律，建立了抗力衰减的模型；然后应用概率疲劳累积损伤理论和随机损伤发展模型，在考虑载荷的随机性和损伤发展本身固有的随机性的基础上，得到了构件抗力衰减过程的统计矩，为分析结构在使用期间的服役可靠性提供了初步可用的结果。     

既有工业厂房钢吊车梁疲劳性能预后分析

为更好地理解工业厂房钢结构的疲劳性能衰退机理,有效预防结构发生脆性断裂,发展了面向既有工业厂房钢结构的疲劳性能预后分析方法.基于跨尺度界面功平衡原理建立了工业厂房钢结构疲劳损伤多尺度模型,量化了结构既有缺陷引起的损伤,研究了工业厂房钢结构关键构件——钢吊车梁的疲劳损伤演化和复合型疲劳裂纹扩展过程.疲劳预后分析结果表明:钢吊车梁焊缝区域的损伤在初始阶段增长较为缓慢,后期急剧加快,论证了工程中常用的线性Miner损伤准则会导致评估结果过于保守;变截面钢吊车梁的插板与封板连接处的焊缝区域最容易发生疲劳失效,本次研究的吊车梁裂纹深度a超过5 mm后,裂纹迅速扩展,应对其进行加固处理;主要易损部位的裂纹对其他易损部位的疲劳性能影响较大.     

钢框架结构安全性鉴定及加固处理

目前,我国已经颁布实施了一系列规范标准,可用于指导既有钢结构安全性的检测、鉴定和加固处理。钢结构在施工和使用过程中,会产生变形、损伤、锈蚀等问题,从而引起结构整体承载能力下降,影响结构安全。引入实际工程案例,介绍了某钢框架结构检测和安全性鉴定过程,并对影响结构安全的构造措施、节点连接、位移和变形、承载力等主要方面进行合理评估,剖析加固处理中的技术难点,并提出了有针对性的加固处理方案。通过对安全性鉴定和加固处理的全面阐述,为实际工程中如何进行钢结构安全性鉴定和加固处理提供参考。     

桥梁施工监测控制理论及工程应用2019年度研究进展

桥梁施工过程监测控制理论与技术研究应用,是桥梁工程质量的基本保证,已成为桥梁工程领域研究的重要内容。以近两年公开发表的有关文献成果为基础,结合团队开展的研究和工程应用实践,对该领域的发展动态进行回顾。从大跨度缆索承重桥梁（包括大跨度斜拉桥、悬索桥）控制理论的发展过程,以及特殊结构专项控制技术方面（包括大型桥梁结构转体过程控制、大型梁段纵向同步顶推过程控制、既有结构加固改造过程特殊力学问题分析与控制等）进行了总体研究进展综述与评析,并对该领域进一步的研究热点进行了展望。     

桥梁评估与加固2020年度研究进展

由于大规模建设时期经济高速发展带来的桥梁建设需求与落后的技术储备之间的矛盾,今后10~30年,中国将面临日益增长的桥梁检修压力。基于桥梁评估与加固领域的最新研究进展,介绍了包括桥梁主要病害监测技术的化学方法和物理方法,以及传感器技术和信号处理技术在内的桥梁健康监测技术及装备;对比了基于时变可靠度理论和基于历史数据的桥梁健康评估方法,并论述了结构参数反演相较于人工智能的重要意义;介绍了针对抗弯、抗剪、抗震的局部加固方法,附加结构体系的整体加固方法,及电化学除氯技术等养护方法;介绍了网络级和项目级的维修加固决策方法。考虑到学科交叉特性,对一些先进的传感器、信号处理技术及评估理论也进行了着重介绍,旨在厘清其间内在逻辑,这或许能够起到一定的灵感和思路启发的作用。     

预制T梁模板施工技术

在桥梁工程中,T梁的使用相当广泛,而预制T梁的钢模是决定T梁质够的强度、刚度和稳定性以外,还必须具备良好的结构,准确地安装与巧妙地拆除,才能更好地发挥钢模的胎模作用.钢模的施工技术对桥梁T程的整体施工质量、进度和今后的使用寿命起决定性的作用.     

桥梁健康监测2019年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通信传感设备远程记录运营中的结构持续响应,通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估,从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支,已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展,指导健康监测系统在桥梁工程中更高效地应用,对桥梁健康监测系统的实施决策、传感器信号预处理、信号数据降噪处理、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍,并对2019年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现模式识别技术与机器学习方法正越来越广泛地应用到桥梁健康监测的研究中。     

钢桥2020年度研究进展

为促进钢桥技术的发展,系统梳理了近年来国内外钢桥领域的研究热点与前沿。首先,回顾了中国大型钢桥2020年的重要建设成就与技术进步,然后分别对钢桥领域主要研究方向取得的最新进展进行系统总结,同时,对钢桥领域各方面做出的诸多具有开创性意义的工作进行详细介绍,以期对钢桥领域的工程应用与学术研究提供主要信息与借鉴。     

桥梁结构试验技术2020年度研究进展

桥梁结构试验主要是通过对桥梁结构本身或模型施加静力或动力作用,利用测试技术采集精确可靠的试验数据,获取桥梁结构真实行为,以解决桥梁工程领域科研与设计中存在的问题。桥梁结构试验作为推动桥梁工程领域发展的重要手段,长期以来一直起着举足轻重的作用。随着测试技术的进步,桥梁结构试验技术也受到了学者们的广泛关注。为了促进该领域的进一步发展,指导先进测试技术在桥梁结构试验领域中的推广和应用,对桥梁模型试验、桥梁现场试验、桥梁测试技术三个关键方面的技术方法进行了系统的介绍,并对2020年度内较有启发性的相关研究进行了介绍与总结,发现桥梁结构试验技术正进一步朝着多学科交叉融合的大方向发展。