既有桥梁外贴CFRP加固后剩余使用寿命预测

根据时变可靠性理论提出基于承载力可靠性的既有桥梁外贴碳纤维布加固后结构构件的剩余使用寿命预测方法,讨论了钢筋锈蚀、混凝土强度、纤维布加固耐久性以及荷载效应等因素变化对加固后既有桥梁结构构件承载力的影响.在国内外纤维片材加固混凝土结构的耐久性试验基础上,提出在加固后可以不考虑纤维布材料的老化及其纤维布材料与混凝土粘结界面的退化,使加固后钢筋混凝土构件承载力极限状态可靠度分析得到简化.结合一座实际桥梁工程进行了加固后可靠度计算,并对其剩余使用寿命进行预测.     

考虑碳化和氯离子累积效应的梁桥时变可靠度

为探究多因素影响下钢筋混凝土桥梁的性能退化情况,对其抗力及可靠性时变演化过程进行研究.分析碳化、混凝土表面氯离子累积效应、荷载以及裂缝对氯离子侵蚀的影响.根据Fick第二定律和路径概率方法得到不同服役期时钢筋锈蚀率的无条件概率密度分布,进而得到不同服役期对应的抗力概率密度分布,并采用三参数Burr XII分布模型对其进行拟合.采用蒙特卡洛方法对不同服役期桥梁的可靠度进行计算,研究碳化和混凝土表面氯离子累积效应对钢筋锈蚀概率、桥梁抗力及可靠性的影响.结果表明:随着服役时间的增加,桥梁的抗力及可靠性逐渐降低,抗力的离散性逐渐增大;考虑碳化和累积效应后,桥梁的抗力及可靠性会降低,碳化和累积效应对桥梁可靠性的影响主要体现在服役后期.在对服役期较长的桥梁进行可靠性评估时应注重考虑碳化和氯离子累积效应的影响.     

工程结构全寿命可靠性与灾害作用下的安全性

从结构生命周期的角度研究了工程结构的可靠性问题.结合历史统计资料研究，指出了在常规荷载作用下使用阶段的结构可靠性可以从设计规范上得到基本保障，而对于施工阶段和老化阶段的结构可靠性以及结构在使用过程中受爆炸、冲击和火灾等偶然灾害作用时的安全性问题尚缺乏深入的研究.从荷载和抗力的分布模式、结构失效概率和（可接受的）目标失效概率、灵敏度分析和设计方案修正等角度对可靠度问题进行了分析，指出采用现行规范的荷载抗力系数（LRFD）方法不能有效解决问题，而可靠度分析方法是解决问题的重要手段与方法.     

退化结构时变可靠性分析的随机过程新模型

由于外部荷载和内部材料复杂时变特性的影响,服役结构的性能退化机制复杂.引入具有独立增量特性的Gamma过程来描述结构抗力的单调退化特征,采用Poisson随机过程和Bernulli随机过程分别描述了结构所受荷载的变化,建立了抗力-荷载双随机过程体系;同时,基于穿越率的观点,提出了基于本文新模型的工程结构性能时变可靠性分析的计算方法,推求了结构时变可靠度表达式.分析表明,本文模型能够较好地描述退化结构随时间的抗力退化规律和荷载随机变化过程,可以为基于时变可靠度理论的结构评估和寿命预测提供理论依据.     

机械结构动态可靠性设计的智能计算方法

针对多失效模式下机械部件动态可靠性设计问题,提出了一种Monte Carlo-时变极端学习机模型,利用该模型得到了随时间变化的载荷、强度、弹性模量、设计参数等与可靠度的显性函数表示。在此基础上建立了机械部件动态可靠性优化设计模型,并利用所提出的动态粒子群算法对模型进行求解。实验结果表明,该方法能提供整个服役期内满足可靠度要求的所有设计参数,为机械部件动态可靠性优化设计提供了一种行之有效的途径。     

一般大气环境下已有结构的动态可靠度

针对我国现行建筑结构设计规范中静态可靠度分析模型的缺陷，考虑了服役结构荷载及抗力分布统计特征不同于拟建结构的固有特点，建立了全随机时变可靠性评估模型．为弥补以往仅仅局限于单因素作用下可靠性分析的不足，建立了混凝土损伤和钢筋损伤等多因素影响机制下的全随机动态可靠度分析模型，并求得动态可靠指标。给出了一般大气环境下钢筋混凝土结构在服役期内截面尺寸、抗力水平以及可靠指标的时变规律，算例验证了该方法的正确性。     

基于时变可靠度理论的桥梁评估和剩余寿命预测

运用结构时变可靠度理论,研究现役桥梁结构可靠度随时间的变化规律,根据桥梁结构时变可靠度,对现役桥梁结构的现状进行评估;根据桥梁结构可靠度的时变规律,对现役桥梁结构的剩余寿命进行预测.结论表明,运用时变可靠度理论研究现役桥梁的时变可靠度,具有很大的理论和现实价值.     

钢筋混凝土梁式桥地震安全性分析及评价

针对桥梁的地震安全性问题,依据可靠度理论,考虑对结构抗力有重要影响的材料强度随机性和计算模式的不确定性,本文分析了桥梁的破坏机理,使用响应面法计算了梁式桥的桥墩、支座、上部结构和基础在多遇地震、偶遇地震和罕遇地震下的失效概率。得到了构件在设计基准期内不同破坏等级的地震可靠度,研究并给出了钢筋混凝土梁式桥重要构件及桥梁系统的安全等级划分,以此评价桥梁的地震安全性水平。建立了钢筋混凝土梁式桥模型,给出了该桥的安全等级,判别了其地震安全性水平。结果表明:该桥在设计基准期内地震作用下的安全水平较高。     

建筑结构服役全过程可靠性概念注记

从建筑结构的可维修性出发,根据结构从设计到服役直至破坏全过程各阶段综合抗力和综合荷载效应的不同特点,详细探讨了结构各阶段概率极限状态设计中可靠性概念的实质涵义。对结构设计及正常使用过程中结构动态可靠度水平的识别和控制有一定的意义     

建筑结构服役全过程可靠性概念注记

从建筑结构的可维修性出发,根据结构从设计到服役直至破坏全过程各阶段综合抗力和综合荷载效应的不同特点,详细探讨了结构各阶段概率极限状态设计中可靠性概念的实质涵义。对结构设计及正常使用过程中结构动态可靠度水平的识别和控制有一定的意义。     

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。     

在役预应力梁桥承载能力可靠性评估

根据预应力混凝土桥梁的几何尺寸、材料强度和计算模式不定性系数的统计参数,采用蒙特卡洛方法模拟了预应力混凝土梁桥抗弯承载能力和抗剪承载能力的统计参数;在考虑结构构件抗力、恒载效应、车辆荷载效应、横向分布系数和车辆荷载冲击力的随机性的基础上,建立预应力混凝土简支梁桥的抗弯和抗剪承载能力极限状态方程,采用JC方法计算可靠度指标。对一座既有预应力混凝土桥梁进行承载能力可靠性评估并对影响可靠度指标的随机变量（恒载、车辆荷载、横向分布系数、冲击系数）进行了敏感性分析,结果表明：恒载效应的随机性对可靠度指标影响很小,车辆荷载效应、横向分布系数、冲击系数的随机性对可靠性指标影响较大且依次加大。     

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。     

基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度研究

目前桥梁可靠度分析中缺乏对桥梁实际失效模式的分析和资料,使得传统的体系可靠度分析思路对桥梁进行评估带有很大的不确定性,因而本文根据桥梁结构可靠度理论与结构地震易损性的研究现状,并结合传统可靠度分析中的现有观念与常用方法,提出了基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度方法.该方法利用结构易损性分析的优势,根据选定的损伤准则来计算结构不同构件在随机荷载下的失效概率,能够给出结构各个构件的易损性曲线来判定出结构的最不利位置,从而为随后的结构体系可靠度分析提供便利.本文以地震荷载为例,给出了基于结构易损性分析思路的桥梁可靠度分析实例,以便具体地阐述这种思路.     

桥梁风工程2019年度研究进展

桥梁风工程是以大跨度桥梁抗风稳定性、风致振动及其控制为主要研究目的,为桥梁抗风设计提供理论基础、方法及手段的技术学科。近年来,大跨度和超大跨度桥梁的迅猛发展促进了桥梁风工程分析理论、试验方法和风振控制技术不断进步,取得了一系列新成果。围绕大跨度桥梁抗风设计中的主要问题,介绍和评述了2019年以来桥梁风工程在桥位风特性现场实测、大跨桥梁非线性颤振特性及计算理论、桥梁抖振计算理论、桥梁涡激振动计算理论及控制技术等方面的主要研究进展。     

桥梁抗震2019年度研究进展

桥梁抗震一直是桥梁工程领域内的重要研究方向。归纳总结了2019年桥梁抗震领域的研究成果和发展趋势，主要结论如下：传统钢筋混凝土桥墩地震响应机理研究日益精细化，局部损伤的演化和控制得到更多重视；预制拼装墩在“等同现浇”连接方式之外，探索了兼顾“传力”与“耗能”的多种新型构造；自复位桥墩在强震下可能产生界面消压，导致结构刚度快速下降，是制约其推广的关键问题；大吨位、大变形、高耐候是高性能减隔震装置的发展趋势，引入半主动控制技术具有良好的发展潜力；桥梁抗震研究中更多地考虑了土-结、墩-水相互作用，模型的计算精度和效率都有所提高，多物理场耦合的桥梁抗震研究将成为一个极具潜力的研究方向。     

钢-混组合结构桥梁2020年度研究进展

钢混组合结构桥梁作为能实现可持续桥梁工程的结构形式之一,有良好的综合技术经济效益和社会效益,日益受桥梁工程界欢迎。钢混组合结构能充分发挥混凝土和钢材各自的材料性能优势,以其整体受力的合理性、经济性、便于施工等突出优点,已广泛应用于结构工程许多领域。为促进桥梁建设向装配化、绿色化及智能化的转型升级,在中小跨度桥梁中推广使用钢混组合结构面临机遇与挑战。从两大类方向对2020年度文章进行搜集、分类、回顾、综述,包括各式常用剪力件研究以及组合梁研究。剪力连接件研究内容涵盖栓钉连接件、PBL连接件、螺栓连接件、连接件的基本力学性能,以及连接件的耐久与退化性能;组合梁研究进展包括理论模型、组合效应与空间行为、组合梁负弯矩区性能、组合梁动力特性、组合梁劣化性能与检测加固、组合梁施工方法等方面的研究。     

在役桥梁承载能力检算系数的可靠性校准

为建立与现行桥梁设计规范相适应的在役桥梁承载能力鉴定方法,应用可靠性理论对承载能力检算系数取值进行了校准.根据在役桥梁承载能力检算表达式,引入桥梁结构或构件技术状况评定等级等效于承载能力可靠性分级的假定,以承载能力的可靠性分级标准为依据,详细分析了不同技术状况评定值与承载能力折减系数的关系,提出了基于现行桥梁设计规范的承载能力检算系数建议值.考虑到实际结构或构件抗力分项系数与理论值的差异,给出了承载能力检算系数的修正方法.研究结果表明,对于按现行规范设计的桥梁,若满足目标可靠指标的要求,不同受力状态构件承载能力检算系数的最大值为1.0;按原规范承载能力检算表达式计算的校准值与规程建议值吻合良好.     

考虑模型不确定性的结构可靠度分析方法

为了更充分地研究模型不确定性对结构可靠度的影响,本文将综合考虑物理不确定性和模型不确定性,以Bayes理论为数学工具,对结构的统计可靠度问题进行研究．首先对Bayes理论进行概括和总结,采用该理论对结构工程中的模型不确定性进行建模和分析;然后研究考虑模型不确定性的结构可靠度分析方法,给出考虑模型不确定性的各种结构可靠性...     

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。