基于规范的多跨PC连续梁桥检测评估研究

桥梁病害检测与技术状况评估是制订桥梁管养方案的技术基础.以某在役55跨连续梁桥为背景,采用JTG/T H21—2011《公路桥梁技术状况评定标准》分层综合评定方法,讨论了桥跨数增加对结构检测评估的影响,再根据结构构造特点划分检测构件,对全桥进行表观缺陷、构件裂缝、材料强度、保护层厚度与碳化深度、桥面线形等综合检测,基于构件病害分类分级指标与部件变权调整综合评估了该桥现状.检测评估结果表明:主梁、支座、墩柱等构件总数随桥跨数增加而明显增大,系数t逐渐趋于取定值2.3,对应部件评分主要依赖于同类构件评分情况;该桥现状技术状况等级为3类,主要病害为T梁、箱梁及桥台裂缝和支座滑移,建议对这些裂缝进行封闭处治,更换滑移量过大的异常支座,后期应加强桥梁管理养护.     

基于性能状态的既有桥梁技术状况评定

目前我国的桥梁技术状况评定方法均存在不稳定问题,为了减少桥梁技术状况评定时主观因素的影响,在原有规范分类标准的基础上,本文结合病害的严重程度,将最高标度为5级的病害进一步细分为2类,得到新的桥梁病害分类,并将其划分为影响桥梁正常使用和承载能力的病害;基于层次分析法在原有桥梁构件、部件、结构体系层次划分的基础上,结合二种状态确定出新的层次分析模型及各层次分项的权重,进而计算桥梁技术状况等级(Ⅰ～Ⅴ级);结合实际工程案例对现行规范法、减轻扣分值法和本文性能状态法的评定结果进行对比,结果表明:性能状态法计算的结果与其他2种方法接近,介于其他2种方法之间,说明本文方法是可行、有效的;提高承重构件病害等级后,3种方法的评分分别降低0.35%、0.28%、3.20%;提高一般构件病害等级后,3种方法的评分分别降低了10.58%、7.18%、1.59%,表明本文方法对桥梁主要构件的病害敏感性更高,对一般构件的敏感性较低。     

大跨度钢拱桥有限元模型计算分析

以东平大桥为背景,采用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间模型. 对各种工况进行计算,得出各种工况下的挠度值、应力值,评估其结构的安全性. 计算结果表明:该桥在设计荷载下的最大挠度值均小于规范规定值,在荷载组合下的最大应力未超过材料的屈服强度,并具有一定的应力安全储备.     

基于熵权法确定病害权重值的桥梁水下桩基安全评估改进方法

基于层次分析法的桥梁水下桩基传统安全评估方法中,用于确定权重的判断矩阵中各数值完全由专家经验确定,导致评估结果主观性过大.为此,在福建省桥梁水下桩基检测数据基础上,提出结合熵权法计算得到客观权重,对传统安全评估方法进行改进.首先,基于现有规范和水下桩基病害特点建立多层次安全评估模型;其次,分别采用层次分析法和熵权法计算各评估指标的主、客观权重值,并将其组合确定指标的综合权重,该方法克服了传统层次分析法单独使用时仅通过主观经验确定病害权重值的局限性.最后,以福州市某桥为例对其水下桩基进行评估,验证了该评估方法的合理性和实用性.     

常泰长江大桥塔柱偏心距增大系数的计算方法

为探究规范公式在计算空间钻石形桥塔塔肢偏心距增大系数时的适用性,并保证大跨度斜拉桥桥塔结构配筋设计的合理性,以常泰长江大桥为工程实例,对塔柱偏心距增大系数进行了计算分析。首先基于常泰长江大桥成桥状态确定了桥塔控制截面和计算工况,并对各国规范公式中的计算长度取值进行了对比研究,其次通过有限元分析和中、美、欧桥梁规范方法对桥塔塔肢构件偏心距增大系数进行了计算,最后对有限元计算结果和各规范计算结果进行了对比分析。研究结果表明:由于常泰长江大桥桥塔结构复杂,各塔肢边界条件并不清晰,采用各规范公式计算偏心距增大系数时,相关参数取值与构件实际情况存在一定差异,不宜将桥塔塔肢作为简单构件考虑;由于中、美、欧桥梁规范在确定偏心距增大系数时采用不同的计算方法,且各公式中参数及其取值存在差异,故基于各规范公式计算得到的桥塔各塔肢构件的偏心距增大系数相差较大;由于约束条件不同及长细比的差异,中塔肢规范计算结果均大于有限元计算结果,上、下塔肢按不同规范计算的结果趋势不相同。故进行类似复杂桥塔结构设计时,建议采用有限元方法对桥塔结构的偏心距增大系数进行数值模拟,以排除试验条件对规范公式的影响,规范方法可作为辅助校验手段,以保证桥塔构件配筋设计的合理性。     

钢箱单勒系杆拱桥有限元模型计算分析

本文研究钢箱单勒系杆钢箱拱桥有限元计算分析,以正在施工中的白沙河大桥为背景,采用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间模型.计算了最不利工况下的挠度值、应力值,评估其结构的安全性.计算结果表明：该桥在设计荷载下的最大挠度值均小于规范规定值,在荷载组合下的最大应力未超过材料的屈服强度,并具有一定的应力安全储备。     

基于ANSYS的公路复杂桥梁车桥耦合动力分析方法

针对复杂桥梁的车桥耦合振动数值分析,提出了采用既有有限元通用分析软件ANSYS实现公路复杂桥梁车桥耦合振动的计算方法,即把车辆和复杂桥梁视作两个分离子体系,分别应用广义虚功原理和有限元法,推导了两者的各自振动方程组;通过位移协调方程及车桥相互作用联系方程,把车桥振动耦合起来,建立了车桥耦合振动方程;最后通过ANSYS实现.数值算例表明,该方法仅经3次迭代即可获得较高精度及可靠的数值结果.并与连续梁按规范给定的基频估算值计算的冲击系数进行对比,两者基本吻合,从而为公路复杂桥梁(如曲线连续梁等)动力性能评价提供了一种方便可靠的数值分析方法.     

基于权重融合法的跨海桥梁部位及部件权重体系分析

桥梁技术评定工作中存在桥梁部位、部件权重与实际状况匹配度不足的情况，本文采用层次分析法、专家群组分析和熵权法构建桥梁部位及部件权重综合分析体系。通过层次分析法以及专家群组分析得出桥梁部位及部件“主观权重”，采用熵权法分析桥梁结构健康监测数据得出桥梁部位及部件的“客观权重”，通过权重融合得到兼顾主、客观因素的桥梁部位及部件权重体系。以港珠澳大桥青州航道桥为分析对象，对比现行桥梁技术状况评定标准给出权重体系，结果表明：采用群组分析法得出权重值与标准权重值基本一致。采用熵权法得出的上部结构权重值比标准权重值稍大，下部结构、桥面系的权重值基本一致。通过权重融合法得到的上部结构权重值偏大，桥面系权重值偏小，下部结构权重值基本一致。通过权重融合得到的分析结果，综合考虑了主、客观因素，更贴近工程实际情况，合理反映桥梁部位及部件权重。     

基于PSDM和IDA方法的桥梁地震易损性模型参数比较分析

以汶川地区一座典型三跨简支梁桥为例,基于OpenSees平台建立全桥三维非线性基准有限元模型.在考虑地震动及结构参数不确定性基础上,对抽样生成的桥梁样本进行了一系列非线性地震响应分析,分别采用PSDM和IDA方法分别建立桥梁构件及系统的地震易损性模型.介绍了易损性模型参数的物理意义,对不同方法计算得到的地震易损性分析结果展开模型参数比较研究,分析探讨了结果的差异原因及既有方法改进措施.     

江心洲大桥运营监测技术流程与研究

为掌握运营阶段桥梁工作状况,对江心洲自锚式悬索桥运营监测过程中全桥各部件的测试技术及流程进行了系统说明,并对吊索力、主缆内力、全桥动力特性、主缆主梁线形及索塔偏位等的测量结果进行分析.结果表明:各项测试值均与设计值较为吻合,桥梁结构处于正常工作状态;吊索面内振动受桥面车辆荷载影响较大,根据拉索面外振动可以更好地确定拉索基频,从而准确测出拉索内力;无线传感器应用于运营阶段全桥动力特性测试具有方便快捷、准确性高等优点.     

基于层次分析模糊综合评价法的

基于火灾分析理论和火灾场景分析进行桥梁火灾风险识别,建立多层次桥梁火灾风险评估指标体系;将模糊数学引入层次分析方法,结合传统的定性分析方法和定量分析方法各自的优势,采用层次分析-模糊综合评价法(AHP-FCE)估计风险概率和风险损失.应用层次分析法(AHP)建立各指标权重,利用模糊综合评价法(FCE)进行多层次综合评判;根据风险概率和风险损失估计值及其等级标准,通过二维风险评价矩阵获得桥梁火灾风险水平并给出基本的风险控制准则.运用上述评估体系对某跨江大桥方案火灾安全风险进行了分析评估.     

基于多源信息的桥梁网级评估方法

针对区域内既有桥梁,研究了路网桥梁结构的共性与个性特点,利用网级相关性总结规律并演绎推广,系统地提出了基于多源信息的桥梁网级评估与预测方法.对桥梁历史检测报告、监测评估报告、设计图纸等进行数据集成与规整,将提取的关键参数及数据集进行神经网络训练与验证,生成一系列桥梁构件及结构层的退化模型.考虑维修行为对结构性能的直接干涉作用,对路网区域范围内的桥梁群进行状态评估及退化趋势预测.以石家庄市高速路网历史数据为依托,通过算例验证了方法的系统性和有效性.     

基于云理论的评估模型和方法

提出一种基于云理论的评估方法,首先利用程度分析法量化定性标度,并在此基础上建立评估标准的云模型.随后根据底层指标的实测值和专家评分计算云参数,并结合指标权重逐层向上进行云运算,得到评估样本的云参数.基于此生成大量样本点,代入评估标准的正向云发生器中计算确定度均值,作为最终评级的依据.相比之下,取评估样本期望计算确定度的方法没有考虑评估的不确定性,当评估不确定性较强时可能导致确定度的计算结果失真.最后以斜拉索耐久性评估为例,验证了方法的有效性和可操作性,为解决评估问题提供了一种更科学的手段.     

公路装配式空心板桥加宽效果评价方法研究

在分析现有桥梁加宽改造效果结构安全性和适用性评价方法的基础上,针对公路装配式空心板桥加宽,提出了基于结构静力荷载试验检测的新旧结构连接性能评价方法,通过评价新旧结构的连接性能来评价桥梁的加宽改造效果,并应用到杜河桥加宽改造效果评价工程实践中,结果表明,该方法具有直观性、可靠性特点,可用于类似桥型加宽改造效果评价.     

基于未确知测度理论的高等级公路交通安全评价

基于未确知测度理论,建立高等级公路安全性等级评价和排序模型.首先,以影响高等级公路安全性的主要因素来确立评价指标体系和评价标准;然后,根据实测数据建立各影响因素的未确知测度函数,并利用信息熵理论计算各影响因素的指标权重,依照置信度识别准则判定等级;最后,得出高等级公路安全性评价结果.评价方法能解决高等级公路安全性评价中诸多因素不确定性问题,还可以按安全程度排序.将该方法应用于新疆4条高等级公路的安全性评价并与传统的模糊综合评价法比较,结果表明,该方法科学合理,意义明确,可以在实际工程中推广应用.     

高等级公路养护质量评价方法

针对公路养护管理的需要,基于理想点法的基本原理,选取路面养护质量PQI、桥梁养护质量BQI、涵洞养护质量CQI、路基养护质量SQI、沿线设施养护质量TQI和绿化养护质量GQI 6个指标作为评价指标,采用德尔菲科学方法确定各个指标的权重系数,建立了基于德尔菲-理想点法的高等级公路养护质量评价模型。将该模型应用于实际工程中高速公路养护质量评价的数据计算中,分析得出该高速公路养护质量正负理想点判断范围和距离,其判定等级与规范法基本一致。结果表明,德尔菲-理想点法进行高等级公路养护质量评价是科学的、有效的,为高等级公路养护质量评价提供了有益的参考。     

基于序关系的公路工程评标方法

针对目前公路工程评标过程中难以做到公正、合理、全面等问题,提出了应用序关系分析法的评标方法;结合某工程实例,应用序关系分析法计算出各投标文件的权重排序,从而科学地确定最佳标书;结果表明:评价方法计算简便,具有可操作性。     

灰色聚类法在矿山地质灾害危险性分区评价中的应用

在灰色聚类分析中,把太原市西山矿区环境质量看作是一个灰色系统研究对象,运用灰色聚类法对矿区进行地质灾害危险性评价．为定量评估研究区地质灾害危险性,把整个太原市西山矿区进行单元划分,将全区划分为70个有效单元．经过筛选确定了地层岩性、断裂构造密度、地震强度、地面坡度、相对高差、矿层开采条件、多年平均降水量、植被覆盖率、矿层开采状况、灾害分布密度和规模大小十一个评估因子．由于原始数据样木中的各个输入数据值大小和单位都不同,为了避免评价结果受到数据样本数据绝对值大小和单位的影响,木文采用平均标准化方法,在应用数据样本之前进行数据的预处理,消除量纲的影响．根据危险性评估的分类标准,确定了灰类白化函数．由公式计算出了评价因子的权重值．根据太原西山矿区不同地质单元的地质要素实测值（聚类白化函数）,计算出不同隶属关系的灰类的白化函数fj^k,然后计算出各加权聚类系数,即得不同隶属关系的聚类行向量,按照最大隶属关系确定该地质单元的地质灾害危险性级别．文中以第26单元为例详细说明了灰色聚类法．按照该法依次求出其它单元所属地质灾害聚类类别,从而判断出各单元所属的危险性等级．根据评价结果,结合地形和岩性条件,按地质灾害危险性程度将太原市西山矿区划分为三个区．木文用灰色聚类法两种方法对太原市西山矿区进行地质灾害危险性评价．所得结果与模糊综合评判结果、太原市西山矿区实际情况基木吻合．     

高速公路桥梁桥面板养护方案多目标决策方法

针对桥梁养护决策效率低、养护资金不足和分配不合理等问题，提出了一种高速公路桥梁桥面板养护方案多目标决策方法.首先，建立养护技术数据库以储存养护技术的量化数据;之后，使用基于熵权的理想点(TOPSIS)法和层次分析法(AHP)分别确定高速公路网络内桥梁桥面板养护优先级系数和养护目标的权重;然后，构建以0-1背包问题为基础的多目标决策模型;最后，以辽宁省沈阳市绕城高速(G1501)公路上5座桥梁为案例验证该方法的有效性.结果表明，该方法在养护决策的过程中能够充分考虑桥梁桥面板的养护优先级，制定合理、有效的养护策略，从而有效支持公路桥梁养护管理决策.     

用加速度方法分析隧洞的稳定性

为了能够用统一的模式和评价标准计算地下隧洞的稳定性,将加速度计算的概念引入地下隧洞的稳定分析中,提出基于加速度计算的隧洞稳定分析方法。算例的计算结果与点安全系数有着相同的趋势,却又比点安全系数更适合反映隧洞围岩的整体稳定状态。通过绘制加速度和加速度系数等值线,可以清楚地了解隧洞围岩各部位的稳定情况及其空间分布特征。这种方法概念明确、思路简单、便于操作,而且与边坡稳定分析方法有相同的计算模式,从而解决了难以用常规方法处理的隧洞稳定性评价问题。