桥梁风工程2020年度研究进展

随着土耳其恰纳卡莱大桥、中国张皋过江通道以及西堠门公铁两用大桥等超大跨度桥梁的建造,桥梁风工程研究面临新的挑战。继2019年研究进展后,聚焦桥梁颤振、桥梁涡激振动和桥梁抖振等桥梁抗风设计关键问题,通过对风工程领域主流学术期刊论文的梳理,介绍和评述了2020年以来相关领域主要研究进展。     

大跨度斜拉桥风振响应研究进展

介绍了大跨度斜拉桥风振响应研究的现状及发展，对各种风振分析方法进行了评述，并对大跨度斜拉桥风振研究中存在的一些问题，提出了作者的观点。     

风洞在桥梁抗风研究中的应用

桥梁应具有抵抗风作用的能力,风对桥梁的作用不单纯是平均风的静力作用,特别是大跨度桥梁,其柔性较大,设计时必须考虑颤振、抖振、涡激振动等空气动力问题。通过风洞模型试验表明确定桥梁风荷载和抗风性能是大跨度柔性桥梁抗风研究的主要手段,风洞试验主要包括桥梁节段模型静力试验、节段模型动力试验、全桥气动弹性模型试验等几个方面。     

桥梁基础工程2019年度研究进展

桥梁基础是将上部结构荷载传给地基持力层的结构,是关系到整座桥梁结构安全的最基本结构。基础工程领域的每一步进展对大跨度桥梁的发展都起着奠基性的作用。近年来,随着中国各种跨海、跨江、跨复杂地质区域大跨度桥梁的建设,在桥梁基础工程领域出现了许多新的研究成果。通过对近年文献的调研,针对桥梁基础冲刷、波浪作用、地震作用、基础损伤评估、地质不良区域基础设计与施工以及既有基础的再利用等几个研究方向,综述了近年来的研究进展,分析和评述了已有的研究成果以及目前存在的问题,并指出基础工程领域研究中需要重视的研究方向和亟待开展的研究课题,对基础工程未来的研究趋势进行了展望。     

高耸烟囱风致响应精细化计算方法

高耸烟囱的风致响应可分为顺风向响应和横风向响应,其中顺风向响应以大气脉动风引起的抖振响应为主,横风向响应以Karman旋涡脱落引起的涡激振动为主,准确地预测和评估这两种风致响应对其抗风设计和结构安全性至关重要。在Tamura提出的二维平面尾流振子模型的基础上进一步推导,将该模型成功运用在三维结构上,提出可用于实际工程结构的有限元迭代计算方法,为高耸烟囱类结构横风向涡振响应的计算提供了新的方法。此外,基于结构的固有模态坐标,建立了适用于高耸烟囱耦合抖振响应分析的有限元CQC频域计算方法,并将频域计算结果与时域计算结果对比。结果表明：有限元迭代计算方法可以有效地计算三维烟囱的涡振响应,烟囱抖振响应频域计算和时域计算结果吻合良好。     

桥梁美学2019年度研究进展

经过半个多世纪的发展,桥梁美学已经走出了一条理论与实践、建筑与结构相结合的道路。通过梳理近年来桥梁美学的发展状况,从桥梁美学理论与设计方法、桥梁美学与历史文化研究、桥梁附属建筑设计与景观生态美学、桥梁建筑批评与评价、桥梁美学设计实践、桥梁美学教育等方面阐述了桥梁美学的发展成就;对将来的研究热点和发展方向进行了简要预测,并提出了作者的建议和观点,希望对桥梁美学理论和设计实践有所裨益。     

箱梁与缆索承重桥梁理论2019年度研究进展

以经典力学理论及有限单元法为主要研究手段,建立各类桥梁结构在各种工况下的解析（近似）解或数值解,探求各类桥梁结构的力学性能,是桥梁结构分析理论的研究范畴。近年来,随着如波形钢腹板箱梁桥、多塔斜拉桥、多塔悬索桥等新的结构形式的出现,桥梁结构分析理论中箱梁的空间分析理论及缆索承重桥梁分析理论两个传统课题取得了长足的进步。为了能够更好地适应当前桥梁建设形势,服务工程实践,回顾了相关研究,对文献内容进行分类分块报道,主要阐述了波形钢腹板箱梁理论、传统箱梁空间分析理论的拓展、多塔悬索桥中塔效应、缆索承重桥梁的极限承载力及钢-UHPC桥面系的相关研究成果,并引申探讨箱梁及缆索承重桥梁理论精细化分析方法存在的不足之处,总结相关的实际工程应用情况,对后续研究提出建议。     

大跨度桥梁风振响应的状态空间法分析

本文发展了一个大跨度桥梁风振响应分析的状态空间法，将脉动风速谱化为等效Ｂａｐｗｍｅｕｈ谱，并引入了脉动风力的成型滤波器，将大跨度桥离散成多自由度体系后，建立了桥梁的风振响应扩展状态方程，求得了各响应的均方差值，最后用ＳＲＳＳ方法求得了桥梁的３σ桥面边缘挠度，并与传统的谱密度分析方法的计算结果做了比较。     

竖扭耦合的大跨度桥梁颤抖风振响应分析

以Scanlan的颤抖振分析理论为基础，推导了桥梁截面偏心时大跨度桥梁竖弯、扭转相互锅台的颤抖风振基本方程及响应均方值表达式，以金门大桥为算例，证明了求解方法的正确性。     

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。     

钢结构桥梁疲劳2019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,是未来一段时期中国桥梁工程的重要发展方向。但由于服役环境、荷载条件和交通需求、结构体系和构造细节设计等诸多因素的影响,其疲劳问题突出,已成为制约钢结构桥梁可持续发展的世界性难题。作为桥梁工程的热点研究课题,学者们在钢结构桥梁疲劳领域进行了卓有成效的研究,现聚焦钢结构桥梁疲劳损伤演化与服役性能劣化机理、钢结构桥梁疲劳抗力评估与预测、钢结构桥梁疲劳裂纹监测与检测方法、疲劳开裂加固与维护技术等方面,对2019年度的研究进展和下阶段的研究重点进行扼要的梳理和总结。分析了钢结构桥梁疲劳关键问题研究方面的挑战,具体讨论了在钢结构桥梁疲劳失效机制、疲劳抗力评估新理论新方法、疲劳损伤智能监测与检测和疲劳开裂加固关键技术等方面开展深入研究的迫切需求和主要问题。     

预制装配式混凝土桥梁结构2019年度研究进展

预制装配式结构具有施工速度快、占用场地少、构件质量高、建造过程绿色环保等显著优势,是实现建筑工业化的可靠途径,近年来获得了学界、工业界的高度重视。在桥梁工程领域,预制装配式混凝土桥梁结构得到了快速发展,针对预制装配式混凝土桥梁结构的研究快速增加,诸多新型预制装配式混凝土桥梁结构已应用于实际工程。总结2019年预制装配式混凝土桥梁结构的研究进展,从下部结构与上部结构两个方面论述了该领域内的新技术、新构造以及典型工程应用。经过总结发现：预制装配式桥墩的连接构造及其抗震性能是本领域的研究重点,也是阻碍装配式桥梁结构向高烈度地震区发展的关键问题;预制装配式上部结构中,基本预制构件之间的连接构造形式受到大量学者的关注,连接构造的抗裂能力,疲劳性能等有待进一步提升,旨在实现“等同现浇”的力学性能。     

桥梁基础工程2020年度研究进展

桥梁基础的作用是将来自桥梁墩台的荷载平稳地传给地基,它是连接桥梁结构和大地持力层的基本结构。与其他建筑物的基础不同,桥梁基础承受上部结构传来的动荷载,通常位于水中或深水激流中,并且有庞大的体型和自重。由此带来的设计、施工和运营维护问题构成了桥梁基础工程领域独特的研究课题,尤其在各种跨海、跨江、跨不良地质区域的桥梁建设中,基础工程的问题尤为突出。本文以国内外桥梁基础工程领域的科研成果为主要依据,总结和评述近一年来在桥梁基础结构形式、基础冲刷、基础施工和基础抗震方面的研究进展,分析和讨论目前桥梁基础工程领域存在的问题,以期指出未来的研究方向和亟待开展研究的课题。分析表明,桥梁基础工程领域的研究应重视以下几个方面：近海岸深水复杂基础的水沙作用理论和输沙机理;适合我国深海地质特点的新型深水基础结构;大型沉井基础下沉和着床关键技术;以及地震作用下的土基础结构三者动力相互作用。     

桥梁撞击问题2019年度研究进展

桥梁撞击是影响桥梁建设和运营的一个关键问题,学者们对此进行了大量工作,并取得了积极的进展。为进一步促进桥梁撞击与防护方面的研究,回顾了2019年桥梁撞击事件及科学研究现状,主要从船撞、落石撞击、车撞等3方面对目前研究热点进行简要归纳总结,并从已有研究的拓展、新材料、新型结构、新的理论方法等方面展望桥梁撞击灾变和防控的研究趋势。近场动力学研究方法的引入将有助于加深对碰撞本质的认识,也将为桥梁撞击问题分析突破传统思维瓶颈提供新的路径。     

桥梁工程可靠度2020年度研究进展

由于自身固有属性的不确定性以及所处环境的复杂性,桥梁在设计、施工、运营等不同阶段都需要具备足够的可靠性。为了解2020年桥梁工程可靠度研究与应用的最新动态,查阅文献并对相关理论方法、不同阶段或环节的科研内容和成果进行归纳。在桥梁可靠度理论和方法方面,引入GPR模型、径向基神经网络等方式得到隐式结构功能函数,引入Copula理论把握多失效模式概率的关系;采用概率可靠性和非概率可靠性方法、蒙特卡罗数值模拟、时变可靠度理论等进行可靠性评估。既有桥梁的技术状况及可靠度仍然是桥梁工程领域研究的热点,自然环境条件下桥梁抗力与外荷载的时变模型是桥梁时变可靠度分析与寿命预测的重点。可靠度理论及分析方法在桥梁工程设计中得到逐步的发展,考虑动态荷载作用随机性与结构参数随机性的动力可靠度研究与应用越来越多。