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。     

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。     

艰苦朴实 勤奋进取

<正>土木工程学院凝练土木工程学科方向,提升科研能力,增强科技创新能力,将土木工程学科建设成为特色鲜明、优势明显、省内知名的特色学科,使土木工程学科在河北省及周边地区具有较强的影响力和服务地方经济建设的能力。现在已经形成了3个稳定的学科方向:道桥结构健康监测与维修加固应用技术(桥梁与隧道工程学科),研究方向:大跨整孔桥梁新型运架设备的研制;桥梁结构健康监测与安全评估的理论与应用。既有建筑结构综合改造技术研究(结构工程学科),研究方向:既有建筑结构检测鉴定与修复加固技术;新型建筑结构体系及材料研究与开发。工程结构抗震、减震与控制(防灾减灾及防护工程学科),研究方向:结构抗震、减震与振动控制研究;场地条件对结构抗震的影响。     

基于FBG传感器的结构健康监测体系及其应用

简述了现在日本利用结构健康监测的数据进行结构性能评价的方法以及实测数据处理分析技术的现状,介绍了一种针对大跨度抗弯结构的分布式监测系统的构筑方法,并将该方法应用于桥梁结构健康检测和监测系统。该方法基于笔者参与开发的长标距光纤布拉格光栅(FBG)传感器建立的分布式传感系统,结合使用监测数据分析软件SforD,通过测量应变实现结构的健康监测,监测桥梁的应变分布情况、沿长度方向的桥梁挠度分布、结构振动特性(如振动频率和振型)、荷载、桥梁损伤探测等信息。应用案例表明,监测系统提供的实测结果与理论分析结果吻合良好。本文可为智慧城市及智能结构的建设提供多功能的结构健康监测和检测方面的解决方案。     

光纤传感技术在长江二桥加固监测中的应用

利用光纤光栅传感技术监测武汉长江二桥连续梁桥及连续刚构桥维修加固施工过程中桥梁结构变化情况.通过监测截面应力、体外预应力钢束张拉力、裂纹变化研究加固维修效果,验证了维修加固设计理论.构建桥梁实时、多参量、远程的加固维修监测系统.并为桥梁长期健康监测提供评估基准状态.     

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。     

中小型桥梁广域健康监测系统的研究

我国是桥梁大国,由于结构老化、运营管理以及建设质量等问题,近年来全国各地相继出现桥梁垮塌事故,造成了严重的人员伤亡和巨大的财产损失。为了保证既有桥梁的安全运营和尽可能延长其安全使用年限,对既有桥梁进行实时健康监测是非常必要的。由于桥梁健康监测系统投资、运营费用巨大和监测技术的不成熟,除少数特大型桥梁安装了监测系统9,9%以上的大、中、小跨径的桥梁都处于监测系统覆盖的盲区。文章主要探讨中小型桥梁健康监测系统的现状及近年来的进展,提出了一种基于智能传感器的中小型桥梁广域健康监测系统结构。     

大跨径缆索承重桥梁状态评估的研究现状与发展

对大跨径缆索承重桥梁进行合理的状态评估有助于掌握桥梁结构的技术状况、指导制定养护对策,以保证桥梁的正常运营和结构安全.首先综述了基于标准和规范的评估方法和基于系统工程理论的评估方法的研究现状及应用;其次对桥梁管理系统和长期监测系统的发展情况和评估数据信息源现状进行综述和分析;然后阐述了大跨径缆索承重桥梁状态评估面临的机遇和挑战,并提出了多源信息融合的功能模型和结构模型.综合分析表明:大跨径缆索承重桥梁评估规范的制定迫在眉睫;人工巡检信息和长期监测信息都有其各自的弊端,都难以独立成为桥梁状态评估的理想数据来源,引入多源信息融合技术,有望提高大跨径缆索承重桥梁评估结论的可信度;对缆索承重桥梁群实现评估方法标准化是未来发展方向之一.     

基于结构性能的抗震设计与抗震评估方法综述

基于性能的结构设计是21世纪抗震设计的发展趋势，而新建结构的抗震设计与在役结构的抗震评估及加固设计则是减轻地震灾害的二个重要方面．对基于性能的结构设计方法进行了评述，并对性能设计理论在结构抗震性能评估与加固设计中的应用状况进行了分析，进一步指出建立在役结构抗震性能评估及加固理论与方法需研究解决的问题．     

基于性能的结构抗震加固理论

将基于性能的设计思想与结构加固设计方法相结合,提出了基于性能的结构加固设计理论．该理论明确了结构加固的性能目标和评价准则,清晰地展现了加固结构基于位移的设计基本过程,并将pushover静力推覆分析运用于结构加固前后抗震性能的评估．最后提出了今后的研究方向及应着重解决的问题.     

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。     

南昌新八一大桥健康监测预警指标计算分析

为了保证桥梁健康监测系统的有效性和及时性,给桥梁管理者提供维修及加固的依据,以南昌市新八一大桥为工程背景,在有限元数值模拟结合传感器监测数据的基础上,建立了多指标并行预警的结构预警体系,阐述了预警指标、预警阈值和预警流程,并重点对索力、关键部位应力和挠度、疲劳车辆荷载、固有频率变化率等预警指标进行了计算分析。应用结果表明,在当前荷载作用下新八一大桥的各项预警指标的结果都正常,满足使用要求。     

嵌入式系统在桥梁健康监测中的应用

介绍了桥梁健康监测系统的组成原理以及嵌入式系统的基本概念;重点阐述了通过无线网络传输技术和互联网FTP协议;采用嵌入式系统进行桥梁健康监测的全新解决方案,对实现桥梁健康监测系统的智能化具有重要意义。     

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。     

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。