桥梁全寿命设计总体框架研究

提出把桥梁全寿命设计概括为使用寿命设计、美学设计、性能设计、环境生态设计、监测养护与维修设计及成本分析等六大过程的设计,提出一种包括三大设计阶段、六大设计过程的桥梁全寿命设计总体框架.     

基于全寿命抗震性能的近海桥梁结构多目标优化设计方法

投资-效益准则是基于结构性能抗震设计的重要原则,它所追求的设计目标是在结构的初始造价与地震损失期望之间达到一种和谐的优化平衡,使结构在全寿命周期内总费用最小.在以上的单目标优化模型基础上,提出了考虑结构初始造价、损伤期望、检查和维护费用、拆除费用及残余价值和环境污染费用的多目标全寿命优化设计模型.基于所提出的多目标优化设计模型,应用精英保留非劣排序遗传算法,建立了以截面尺寸、纵筋和箍筋的配筋率为决策变量的近海桥梁结构全寿命抗震性能多目标优化设计模型,并给出了优化设计流程及具体实现.结果表明:得到的非劣解在目标空间分布均匀,算法收敛性和鲁棒性较好.     

基于全寿命成本的桥梁结构材料选择决策

根据历史维护数据确定桥梁维护时间和维护成本,在全寿命成本分析方法（LCCA）的基础上,发展了一种基于全寿命成本的桥梁材料决策的新思路．在满足桥梁结构服役期内性能要求下,考虑桥梁服役期的维护策略和维护成本,以桥梁寿命期内全寿命总成本现缸最小为目标对设计方案进行决策．桥梁全寿命优化设计方法强调桥梁结构状态性能预测、全寿命成本以及维护方案的共同参与,具有概念明确,易于操作等特点．通过对桥梁材料的决策研究,验证了全寿命设计方法的合理性．     

桥梁工程的基于全寿命周期设计框架探讨

当前桥梁领域中维修养护成本过高的情况,桥梁全寿命周期的设计理论开始为人们所关注。桥莱的全寿命周期设计理论是在桥桌的结构设计之初,在保证桥暴在服务周期内安全运营的前提下,寻求一种整个寿命周期的成本最优化的全新的设计方法。     

基于路用性能的沥青路面全寿命周期设计方法

选择沥青路面的车辙、疲劳裂缝和温度裂缝等主要病害作为路用性能路面设计的主要指标,结合交通荷载、环境、材料组成、路面结构的力学反应量等因素,对路面结构各层永久变形进行预估,分析了沥青层的自上而下裂缝、自下而上裂缝及温度裂缝,并将路用性能分析应用到全寿命周期效益、费用计算和养护方案选择中,并提出基于路用性能的沥青路面全寿命周期设计新方法及计算流程.采用该方法对石家庄一安村高速公路路面车辙、裂缝进行预测,并与实测值对比,同时,对新建段路面结构进行设计.研究结果表明:路面车辙及自上而下裂缝模型预测值与实测值相差较小,偏差小于20％;自下而上裂缝及温度裂缝模型预测值与实测值相差相对较大,偏差大于40％;路面状况指数预测值适用性较好;该方法对沥青路面设计有较好的适用性,达到了从结构材料设计一体化及全寿命周期角度考虑路面设计的目的.     

浅谈桥梁设计中的全寿命理念的应用

全寿命设计理论的桥梁设计,其核心内容是用全面的、联系的和发展的观点,统筹考虑桥梁规划、设计、施工以及运营养护和拆除等全过程,系统研究工程结构的耐久性,人车行驶的安全性,养护维修的可行性,成本效益的合理性,防灾减灾的有效性,以及环境景观的协调性,以满足桥梁使用寿命周期内的服务水平。     

植保机械全寿命生态设计方法研究进展

通过对植保机械设计使用现状的分析，引入全寿命生态设计方法新理念，综述全寿命生态设计原则，分析了植保机械全寿命生态设计内容和面向全寿命设计的植保机械新技术。     

基于全寿命的桥梁设计主要过程探究

我国的经济增长速度日益加快,同时,经济规模也逐渐变大。在这种形式下,我国的桥梁建设事业蒸蒸日上,桥梁建设的技术也不断提高,因此我国正向桥梁大国迈进。但是,目前我国的桥梁建设存在问题,比如寿命比较短。寿命问题的出现和设计有直接的关系,本文就基于全寿命的桥梁设计进行分析和探讨。     

公路混凝土梁式桥全寿命设计方法及应用分析

目前国内外虽然进行了大量针对桥梁生命周期的专项研究，但关于桥梁全寿命设计体系、各设计过程及相应方法的研究依然匮乏。现阐明了全寿命设计方法的概念、设计原则和设计目标，将桥梁的设计和需求拓展到结构的整个使用寿命期，建立了公路混凝土梁式桥全寿命设计方法的总体框架。同时以一座钢筋混凝土简支梁桥作为背景工程，从桥梁时变可靠性和周期成本优化两个方面入手，将所研究的全寿命设计框架和设计方法进行了具体阐述，并应用于实际混凝土梁式桥项目中，为工程实践提供一定的参考借鉴和设计思路。     

基于性能的隔震结构动力优化设计

结合优化问题的特点,应用稳健的优化算法以合理的计算代价求解了非线性隔震结构合瞬态约束的混合变量动力优化设计问题．首先根据投资-效益准则建立了基础隔震结构一体化优化设计模型,其中目标函数是结构寿命周期内的总费用,包括结构初始造价和损失期望,约束条件包括隔震层水平位移、上部结构层间变形等,优化模型同时对上部结构截面尺寸和隔震器参数进行优化．充分利用铅芯橡胶支座隔震结构的局部非线性性质,使非线性隔震结构的时程分析计算效率接近线性动力分析．然后应用合潜在约束策略的序列二次规划算法,并结合选择性动态圆整法进行具有连续、离散混合变量的隔震结构的非线性动力优化设计．算例表明了优化模型和算法的正确性和有效性．     

结构最优设计问题的一种新方法

给出了结构优化设计参数识别的一种新方法——格雷码加速遗传算法。研制了格雷码加速遗传算法实施的详细步骤，并对格雷码加速遗传算法的有效性和可行性进行了理论分析和实例分析。结果表明，格雷码加速遗传算法具有直观、简便、快速、适用性强等特点，是一种既可以较大概率搜索全局最优解，又能进行局部细致搜索的非线性优化方法，可广泛应用于各种结构优化设计中。     

区域模拟方法在性能化防火设计工程中的适用性

以区域模拟软件CFAST和场模拟软件PHOENICS为工具，选取了性能化防火设计工程中的两种典型火灾场景计算结果进行比较，体现出区域模拟方法在工程应用中的适用性特点．分析了区域模拟结果不合理的原因；验证了CFAST区域模型仍适用于规则大空间，不适用于尺寸比例超过10的狭长竖高空间的结论；提出了一种针对不能合理划分单元的复杂火灾场景，在单元间采用等效开口面积体现烟气运动影响的新的建模方法；数值实验结果表明该方法是可行的．     

桥梁加固工程生命周期成本横向对比分析

通过比较加固桥梁与新建桥梁诸多方面的差异,对加固桥梁和新建桥梁的生命周期成本进行了横向对比分析,采用年值成本差(ACD)和年值成本比(ACR)两个经济指标评价桥梁加固工程的经济性。提出了基于桥梁加固工程生命周期成本分析的评价方法,并给出了应用算例,由计算结果可知该方法能较准确的反映桥梁加固工程的经济效果。     

基于海洋石油平台的海冰监测系统

【目的】有效监测渤海辽东湾海冰状况,指导破冰船破冰,保障冬季冰期海洋石油平台的安全生产。【方法】在辽东湾石油平台上构建海冰测量系统,利用视频测冰技术、视频冰速测量技术及气象观测多种手段,在2011—2015年度连续4年冬季冰期观测平台周边海冰形貌、范围、运动轨迹,并对监测数据进行分析,给出24h海冰预报。【结果】基于海洋石油平台的海冰监测系统对海冰冰量、冰厚、冰速、冰类型监测数据准确,通过数据分析可以对海冰实施年、月、周、24h预报,短期预报与实际情况基本相符合,其中24h预报准确率在95%以上。【结论】基于海洋石油平台的海冰监测系统是一套运行可靠的监测系统,能准确地观测海冰的运行趋势,为冬季渤海辽东湾的抗冰活动提供指导。     

均匀设计在结构优化中的应用初探

在有约束的结构优化设计问题中引进均匀设计方法,并对其进行一定的改进,提出了余表的构想,同时用均匀设计的思想优化体积约束条件下受均布横向荷载作用的变厚度方板的刚度问题.结果表明,与同条件下的均厚度板相比,受均布横向荷载作用的四边简支方板最大挠度值降低了44.66%,四边固支方板最大挠度值降低了75.63%.因此均匀设计的思想可用于结构优化设计.     

混凝土结构基本构件CAD系统设计

采用ObjectARX技术，自定义了混凝土结构基本构件的图形对象模型，讨论了图形对象间的基本关系，通知－响应机制，约束的分类和实现，特征识别和抽取以及基本构件三维重构的，并在此基础上实现了一个基于图形编辑的混凝土结构基本构件CAD系统，该系统能够在统一的图形平台上综合使用扩展命令方式，对话框方式，属性页方式和直接编辑图形对象方式实现基本构件从建模，分析到验算，绘图的一体化设计，使通过图形编辑直接驱动结构分析进行构件设计成为可能，比较有效地解决了结构分析和图形绘制相互脱离，环境不统一的问题，提高了构件设计的效率。     

三峡工程泄水建筑物水力优化设计

三峡大坝在运行期和施工导流期要求的泄水能力分别达10万m3/s和7万m3/s,大坝设有永久泄水深孔23个、表孔22个、导流底孔22个.大坝采用深孔、表孔、导流底孔3层孔口相间布置方式,缩短了溢流前缘长度,解决了枢纽泄洪难题.深孔的主要作用是宣泄千年一遇以下洪水,同时还担负着三期导流及围堰发电期间渡汛泄水任务.深孔具有数量多、尺寸大、水头高、水位变幅大、运用时间长和操作频繁等特点,其进口堰顶上游坝面及侧面采用1/4椭圆曲线,堰面下游接1∶0.7的斜坡段后再接R=30 m的反弧段.通过布置方案的论证和试验研究,深孔选用短有压管接明渠泄槽跌坎布置方案,底孔选用长有压管布置方案.     

高层建筑抗震设计振型数目选取原则

针对<建筑抗震设计规范>中高层建筑结构抗震设计时振型数目选取规定不明确的问题,研究了高层建筑结构抗震计算中诸多影响因素与振型选取的关系.经过动力学分析,认为不同的高振型会影响基底剪力沿结构高度的分布;振型参与质量是基于基底剪力等效得到的反映各阶振型对基底剪力贡献大小的参数;高层建筑抗震计算的振型数目选取与振型参与质量有关.研究结果表明:高层建筑结构抗震设计中高振型的影响不容忽视,在底部剪力和顶端位移误差小于5%的情况下,累计质量参与系数应大于90%;对于不规则结构,动力荷载参与系数应大于95%.