基于贝叶斯方法的混凝土结构碳化深度预测研究

考虑到混凝土结构本身的特性及其所处环境条件的随机性蕴含着极大的主观不确定性,提出贝叶斯动态信息更新思路。首先根据主观经验信息选定一个已有的混凝土碳化深度预测公式作为贝叶斯先验模型,然后结合工程实际检测信息,运用贝叶斯方法综合这两类信息进行推断,从而对先验模型进行更新。该方法继承了先验模型的完备性和检测信息的准确性,能更加准确地对结构的碳化规律进行评估和预测。最后以计算实例验证了贝叶斯动态信息更新的实用性和优越性。     

基于可靠度的寒冷地区混凝土桥梁碳化寿命分析

讨论了混凝土的碳化影响因素和碳化深度模型，给出了适用于寒冷地区混凝土桥梁的碳化时变随机模型，以混凝土碳化至钢筋表面作为结构耐久性失效的极限状态，建立了混凝土桥梁碳化时变可靠度分析及剩余寿命预测模型，提供了实用的分析和计算方法，并以一座现有钢筋混凝土桥梁为例，对其进行碳化可靠度分析及剩余寿命评估，该方法得到的结论对实际桥梁的耐久性评价和桥梁日常维护决策提供了重要的依据和参考作用。     

基于健康监测数据和贝叶斯网络的结构失效概率评估

基于健康监测数据和贝叶斯网络(BN)，提出结构体系失效概率的实时评估方法，用于结构整体安全状态的动态评价.根据结构响应监测数据建立贝叶斯动态线性模型(BDLM)，估计结构荷载效应的概率分布，同时结合结构抗力分布，计算构件的时变可靠指标；根据结构主要失效模式构建贝叶斯网络，以描述构件失效与结构整体失效间的依赖关系；通过贝叶斯网络的概率递推从构件可靠指标求得结构体系失效概率，实现结构整体安全状态的量化评估.利用三杆桁架模型的数值模拟数据和某单层网壳结构静力破坏试验过程的实测数据对该方法进行验证.结果表明，所提出的结构失效概率评估方法较好地量化了结构的安全状态，并成功预警了结构体系的破坏.     

基于检测数据更新的混凝土碳化深度预测

混凝土碳化深度预测模型及模型参数的选择均存在不可忽略的主观不确定性和随机性,应用于实际工程时存在显著的误差,而实际检测数据往往样本数量少、缺乏足够的完备性而不能用于实际工程中混凝土碳化深度的预测。以几个碳化深度预测模型计算结果的加权平均值来预测混凝土碳化深度,用贝叶斯方法结合检测信息和先验预测模型,更新预测模型权重的概率分布和相应模型分布参数的概率分布,采用更新后的模型权重和参数后验分布,可以更加准确地对结构的碳化规律进行评估和预测。以一个10 a期自然碳化试验结果为例,验证了本方法的有效性。     

基于混凝土碳化的水工结构正常使用概率寿命预测

基于Fick经典碳化模型,建立水工结构混凝土碳化正常使用状态表达式,对小样本碳化检测数据进行数理统计分析,计算混凝土碳化深度、混凝土保护层厚度以及碳化速度系数的统计特征,根据可靠度理论计算水工结构混凝土碳化正常使用概率寿命.实例分析表明:该方法简易可靠,能够明确给出碳化耐久性失效的时间,为水工结构维修加固提供决策依据.     

再生混凝土碳化模型与结构耐久性设计

通过分析现有模型并结合各国试验结果,建立了再生混凝土碳化深度的计算模型。在此基础上提出了极限状态法和分项系数法2种再生混凝土结构耐久性的设计方法,并对再生混凝土梁使用寿命进行了可靠度分析。结果表明：增大再生混凝土强度等级和再生混凝土保护层厚度可以明显提高再生混凝土构件的耐久性;受力状态、钢筋位置对再生混凝土构件的耐久性有重要影响。综合考虑再生混凝土中钢筋开始锈蚀对结构使用功能的影响程度和再生混凝土的不同受力状态,提出了上海地区再生混凝土构件中钢筋的最小保护层厚度。     

基于抗力随时间变化的桥梁可靠度评估研究

根据实际检测数据,考虑结构抗力和荷载的变化,计算实桥结构、构件的可靠度指标.考虑实际结构系统中,构件能力与荷载的相关性,确定结构系统比较合理的可靠性指标,完成当前结构承载能力的评估.在结构抗力模型和荷载模型中引入了时间参数t,提出了简单、实用的动态可靠度计算方法.确定当前结构可靠度指标,结合目标可靠指标,实现了对实桥结构剩余使用寿命的预测.     

正常使用极限状态下混凝土结构构件可靠度的分析方法

从适用性和耐久性两方面着手，讨论了五种混凝土结构构件基于正常使用极限状态的可靠度分析方法：横向裂缝宽度、构件挠度、碳化深度、纵向裂缝抗裂度及纵向裂缝宽度。分析结果表明，计算模式不定系数对正常使用极限状态可靠度的影响是最大的；荷载对正常使用极限状态可靠度的影响也较大；由于混凝土材料性能的离散性，混凝土结构构件本身对正常使用可靠度也有较大影响。     

基于耐久性极限状态的预应力混凝土构件全寿命维护成本优化研究

现行混凝土结构耐久性设计规范指出,与普通钢筋混凝土构件不同,预应力混凝土构件以预应力筋表面区域氯离子浓度达到临界阈值作为耐久性极限状态。针对预应力混凝土简支梁构件维护决策问题,结合已有模拟氯离子侵蚀进程的扩散模型,利用蒙特卡洛抽样及多项式拟合方法,建立预应力混凝土构件可靠度时变计算公式。进一步,采用虚拟役龄表征构件的耐久性状态,考虑质量检测工作精度、预防性防护、必要性维修等影响因子,建立基于全寿命成本理论的树形分析模型。通过计算不同预防性防护、检测周期、总维护寿命等多种工况下构件的可靠度和维护成本,与分别基于时间和可靠度指标控制的两类维护方案对比,表明本文提出的模型能在满足构件可靠度要求的前提下,提供更为合理的全寿命维护方案,为预应力混凝土构件的加固维护提供参考。     

混凝土结构的碳化模式与碳化寿命分析

利用我们近几年对旧建筑物检测积累的资料和国内外的有关资料，建立了根据混凝土立方体抗压强度预测碳化深度的数学模型和碳化深度标准差的经时变化模型，分析了混凝土构件的碳化控制可靠度，并给出了估计混凝土构件碳化寿命的方法。     

西金铁路64m钢管混凝土系杆拱桥设计

针对西金铁路64 m钢管混凝土系杆拱桥,从设计原则的制定,设计参数的选用,结构构造,结构计算等进行了详细的介绍.经过分析,钢管混凝土系杆拱桥具有结构高度小,竖向刚度大和良好的动力特性等优点,在实际工程设计中可以大力推广.     

基于可拓学的混凝土双曲拱桥上部结构可靠性评价

为了对混凝土双曲拱桥上部结构可靠性进行合理评价,在物元模型理论的基础上结合实际工程病害,建立混凝土双曲拱桥上部结构可靠性评价物元模型.引入可拓集合中的关联函数与关联度,通过实际可靠性等级的关联度计算对某双曲拱桥上部结构可靠性进行评价.结果表明:桥梁上部结构可靠性状态处于二类且略偏于三类,与实际工程状况相符.可拓评价方法引入级别变量特征值,可充分反映可靠程度与相邻等级的距离,克服了传统的跳跃式评价的缺点,实现了可靠性评价的连续化,在其他工程领域也有广阔的应用前景.     

中承式钢管混凝土拱桥自振特性分析

本文基于某5跨连续中承式钢管混凝土拱桥,借助有限元软件MIDAS,建立了该桥的空间有限元分析模型.对其振型特征进行了分析,求出了自振频率、振型等动力参数.并通过变换拱桥的主要结构参数分析了它们对自振特性的影响.计算结果为连续中承式钢管混凝土拱桥的抗震设计提供了参考.     

钢筋混凝土结构耐久性预测的时变可靠度方法

分析了钢筋混凝土耐久性的碳化与钢筋腐蚀影响机制，研究了钢筋混凝土结构碳化时间与腐蚀宽度模式、以及钢筋混凝土耐久性时变统计特征，提出了钢筋混凝土结构耐久性预测的时变可靠度方法。     

脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥极限承载力的影响

为了解单圆管钢管混凝土拱桥脱粘后受力模式改变带来的受力性能变化,采用有限元方法计算了脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥面内极限承载力的影响,基于完全脱粘计算假定,构造了钢管与混凝土之间的连接单元,编制了考虑几何、材料双重非线性的面内极限承载力计算程序,并对无初应力和成桥状态下4种荷载作用方式的面内极限承载力进行计算分析.结果表明:完全脱粘使跨中集中力、L/4集中力和半跨均布荷载作用下的面内极限承载力变化不明显;而使全跨均布荷载作用下的面内极限承载力降低较大.对于单圆管钢管混凝土拱桥,在全跨均布荷载作用下,完全脱粘使得面内极限承载力下降可达10%左右.     

基于灰色关联度的在役混凝土结构耐久性评估

为了提高混凝土结构耐久性评估结果的准确性和客观性,提出了一种基于灰色系统理论的混凝土结构耐久性评估方法. 该方法首先以现场检测的数据为依据,进行“少数据”建模,并用非线性数学模型取代传统的线性模型对评估指标值进行归一化处理;然后应用层次分析法改进初始专家权重,并构造变权重;再基于灰色理论对样本及评价指标进行分析,并以灰色关联度作为划分混凝土结构或构件耐久性技术状态的主要依据;最后通过算例分析,说明了该方法的应用过程,并验证了该方法计算结果的可靠性. 计算结果表明:基于灰色关联度的在役混凝土结构耐久性评估方法能够有效减小主观因素和专家知识对评估结果的影响,且计算过程简单,适于实际工程应用.     

中承式钢管混凝土拱桥荷载试验

钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁发展的新技术,笔者详细介绍了松原市中承式钢管混凝土拱桥荷载试验情况.通过荷载试验,检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计要求,实验内容包括：静载试验,测定试验孔的静应变、静挠度,计算校验系数,验证该桥工程质量的安全可靠性;通过动载试验,测定试验孔的动力响应,以检测其在动态荷载作用下桥梁的受力状态,通过试验及计算,表明桥梁能够满足使用要求.     

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.