不确定型AHP在单轨桥梁状态评估中的应用

针对传统层次分析法(AHP)的缺陷,在跨座式单轨桥梁状态评估中引入不确定型层次分析法,该方法能够更好地反映桥梁评估中的模糊性和不确定性,很好地表达桥梁专家的意见.首次将区间数对数最小二乘法应用到单轨桥梁评估指标的权重计算中,论述了该方法求解权重的步骤.以重庆某单轨桥梁的上部结构为例,建立状态评估模型,通过专家构建的区间数判断矩阵,确定了评估指标的权重并得到该桥上部结构的状态评估值.结果表明,利用不确定型AHP对单轨桥梁进行状态评估具有一定的科学性和实用性,这种方法的应用将会为跨座式单轨桥梁的养护管理提供科学依据.     

博弈论融合下的在役混凝土梁桥耐久性评估

为合理的解决在役混凝土梁桥耐久性评估问题,提出基于博弈论融合的评估模型。首先,综合考虑桥梁所处地区环境及桥梁本身的特点,构建指标评价体系;其次,在充分考虑指标间影响的基础上,依据DEMATEL-ANP计算主观权重,同时利用DEMATEL法直观展现指标因果关系;然后,利用博弈论的均衡理论,融合主观权重与CRITIC客观权重,再结合未确知测度理论,确定桥梁等级;最后,结合多座在役混凝土桥梁进行验证。结果表明:各桥梁耐久性与实际状况一致,准确度高,且与传统评估模型相比,该模型不仅更为准确,还可充分考虑指标间影响关系并以指标因果关系为后续维修顺序提供依据,使其更贴合实际工程使用要求。     

某在建桥梁钢筋混凝土构件碳化耐久性预测

为预测某在建预应力混凝土梁桥的钢筋混凝土构件的碳化耐久性,需确定适合本地区混凝土碳化深度预测模型.结合2座有一定环境和地域代表性的在役混凝土桥梁的碳化深度实测数据,探讨常用的6个混凝土碳化深度预测模型在本地区的适用性,然后利用所确定的混凝土碳化预测模型对某在建大跨径双薄壁高墩曲线连续刚构桥的钢筋混凝土承台和主墩的混凝土碳化耐久性进行分析.计算结果表明,采用基于混凝土抗压强度标准值作为主要参数的混凝土碳化深度预测模型与在役桥梁碳化深度实测数据较吻合,推荐采用该模型进行本地区混凝土桥梁构件碳化耐久性分析;所分析的在建桥梁的钢筋混凝土承台和主墩的混凝土碳化耐久性满足桥梁设计年限要求.     

东南沿海公路桥梁耐久性现状

为全面了解东南沿海地区在役混凝土公路桥梁结构的耐久性现状，在浙江省内开展了混凝土公路桥梁结构的耐久性现状调查，并对典型桥梁进行了详细检测．通过分析调查和检测的结果，发现这些结构普遍存在耐久性老化的现象，并且随环境条件不同在老化程度与老化类型上表现出明显的地区差异．因此建立混凝土结构耐久性环境区划标准以进行结构耐久性设计十分必要．最后提出了东南沿海地区混凝土公路桥梁结构耐久性设计、施工与评估的若干具体初步建议．     

气候变化对RC结构碳化侵蚀可靠度的影响

气候变化引起的全球大气中CO2浓度的升高,加速了钢筋混凝土(RC)结构的劣化.针对《混凝土耐久性设计规范》中规定的碳化环境(Ⅰ类环境),评估了未来气候变化对中国RC结构在正常使用极限状态下时变可靠度的影响.研究显示:未来气候变化使中国RC结构的平均碳化深度增大20％～40％,降低了RC结构的碳化侵蚀可靠度.到2100年,混凝土结构耐久性设计规范中Ⅰ类环境下Ⅰ-A、Ⅰ-B环境作用等级的耐久性规定不能够适应气候变化对中国钢筋混凝土结构的耐久性影响.     

不同龄期在役结构的抗震性能评估

许多国内外地震震害实例表明,随着时间的推移,修建于不同年代的在役建筑结构在各种外部和内部因素的影响下,会产生耐久性损伤,导致结构的抗震性能降低,在大震过程中较容易发生震损破坏。以某8度区在役钢筋混凝土框架结构为背景,利用ETABS有限元分析软件,并基于损伤构件恢复力骨架曲线建立了"锈蚀钢筋混凝土框架结构模型",以静力非线性(Push-over)分析方法为理论依据,对结构进行抗震性能评估。     

在役混凝土构件耐久性的评判准则

针对在役混凝土结构的主要特征、损伤状况、破坏情形及其耐久性的基本特点,将混凝土构件耐久性评定指标分为定性指标和定量指标两大类.分析定性指标中的环境条件、钢筋锈蚀程度,以及定量指标中混凝土碳化深度、混凝土保护层厚度、裂缝宽度、钢筋锈蚀量和构件承载力衰减等影响混凝土构件耐久性的因数,设计各指标的评定方法,并制定相应的评定标准.建立在役混凝土构件耐久性的系统评判模型,以供在役混凝土构件的损伤判别、耐久性失效评定.     

以ECC作为保护层的RC梁耐久性试验研究

针对海洋工程混凝土结构存在的耐久性差的问题,提出采用具有拉伸应变硬化特征和裂缝分散能力的高韧性纤维增强复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)作为海洋工程混凝土结构的保护层,以提高结构的耐久性.为验证ECC作为钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)梁保护层时抗氯离子侵蚀的有效性,本文设计了4个含ECC层的RC梁,以及3个普通RC梁试件,开展梁试件的电化学加速锈蚀模拟对比试验,并在锈蚀损伤的基础上对梁进行四点抗弯对比试验,分析了各试件锈蚀前、后以及抗弯试验过程中的破坏形态,锈蚀后的承载力等方面.试验结果表明:ECC与混凝土交界面在养护过程中易产生开裂,且加速锈蚀过程中裂缝宽度继续增加,对试件耐久性不利;含ECC层的RC梁试件承载力及初始刚度大于普通RC梁,但试件变形能力低于普通RC梁试件.     

近海在役钢筋混凝土框架结构抗震能力时变劣化规律

为量化表征近海在役钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构的抗震能力时变劣化规律,以氯离子扩散理论为基础,首先研究建立了钢筋锈蚀深度预测模型,介绍了近海在役RC框架结构数值建模方法,进而以可抵御的地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)为指标表征结构的抗震能力,提出了基于能力谱方法的在役RC框架结构抗震能力量化方法,并分析了不同抗震设防水平下近海在役RC框架结构的抗震能力时变劣化规律,建立了相应的量化模型.结果表明:所建立的抗震能力量化方法可以直接量化在役RC框架结构不同破坏极限状态下可抵御的地震强度,从而直观反映近海在役RC框架结构的实际抗震能力;随着服役龄期的增长,近海在役RC框架结构不同破坏极限状态的抗震能力近似呈线性关系退化,且其退化速率随设防水平的降低不断提高;随着设防水平的提高,近海在役RC框架结构抗震能力劣化的起始时间不断提前;所建立的时变抗震能力量化模型可近似表征近海在役RC框架结构抗震能力的时变劣化规律,但尚需实例验证.     

既有钢筋混凝土桥梁碳化可靠度评估方法

讨论了钢筋混凝土结构的混凝土碳化机理及碳化深度模型,给出了适合于既有钢筋混凝土桥梁可靠度分析的混凝土碳化深度表达式．以混凝土碳化至钢筋表面作为结构的耐久性失效极限状态,建立了以现时刻为分析时间起点的混凝土碳化可靠度分析及剩余碳化寿命预测模型,并研究了其实用近似计算方法．以一座实际钢筋混凝土桥梁为例,对其碳化可靠度及剩余碳化寿命进行评估,为该桥的维修加固决策提供参考依据．     

既有桥梁外贴纤维布加固后可靠度分析

对国内外大量纤维布加固试验进行了分析计算,得到了钢筋混凝土矩形桥梁构件计算模式不定性系数的统计参数.讨论了钢筋锈蚀、混凝土强度、纤维布加固耐久性以及荷载等影响因素变化对既有桥梁结构承载力的影响,参考既有桥梁结构全寿命可靠度分析,确定了加固后既有桥梁锈蚀延迟期的长度.在国内外纤维片材加固混凝土结构的耐久性试验的基础上,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.研究了加固后既有桥梁抗力计算方法,并结合一座实际桥梁工程进行了加固后可靠度计算.该方法具有一定的工程应用意义,可以作为既有桥梁加固评估的理论依据.     

框架柱试验结果的震害指数计算模型比较

基于钢筋混凝土框架柱试验研究结果和恢复力模型,对国际上较常用的3个震害指数计算模型进行计算．通过对3个不同轴压比框架柱试件基于不同震害指数模型计算结果的比较,分析所选用震害指数模型在评估钢筋混凝土构件破坏状态方面存在的优缺点．在此基础,提出震害指数研究的发展方向和建议．     

氯离子侵蚀下钢筋混凝土非线性锈胀破坏过程模拟

钢筋锈胀破坏会显著改变氯离子在混凝土中的输运通道,氯离子侵入与锈胀致裂是相互加强的非线性过程.围绕这一非线性破坏过程开展了数值模拟方法研究,建立了氯离子扩散与钢筋锈胀破坏间的耦合分析方法,并基于商业软件ABAQUS平台,通过二次开发,高效地实现了这一非线性模拟过程.利用文献中的试验数据,验证了所建立方法的有效性.模拟结果表明:是否考虑氯离子扩散与锈胀损伤破坏间的耦合过程,对钢筋混凝土结构使用状态的评估结果影响显著,且耦合分析预测结果更为精确.     

多因素下地铁混凝土耐久性试验

综合考虑地铁沿线复杂的气候特点和腐蚀环境,在室内设计了考虑紫外线照射、干湿循环、冻融循环、硫酸盐及镁盐腐蚀的大循环试验,对3种水胶比和3种粉煤灰掺量共5种配合比的混凝土进行了耐久性试验,通过试件表观现象、抗压强度值、相对质量评价参数、相对动弹性模量评价参数及考虑质量和动弹性模量的综合损伤评价参数等评价指标,对地铁混凝土耐久性能进行了评价,同时,结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了多因素下混凝土损伤劣化机理,结果表明:在室内大循环下混凝土试件发生了复杂的物理化学反应,生成膨胀性产物钙矾石、石膏晶体及无胶结性能的M-S-H,受到温度应力、胀缩应力、膨胀压力及盐结晶压力等复合力的共同作用,整个循环周期内呈现出初期强化、初步劣化及后期加速劣化的侵蚀特点,考虑质量和超声波波速的综合损伤评价指标,能够客观准确地反应混凝土宏观性能和内部微观结构,结果显示,水胶比为0.35,粉煤灰掺量30%的混凝土耐久性最佳。     

横向联系损伤的既有T梁桥安全性分析

以一座既有钢筋混凝土简支T梁桥为例,分析采用不同横向联系模拟方式时有限元理论挠度与静载试验实测值之间的相符性,并采用直接概率分析法计算结构可靠指标,研究模型拟合程度对桥梁安全评价结果的影响,提出了荷载试验和可靠度理论综合评估方法,采用以实测值标定的理论模型进行结构可靠性分析,保证了基本随机变量统计参数的准确,实现存在横向联系损伤的T梁桥承载能力的正确判断。     

碳纤维加固形式对混凝土柱耐久性影响的试验研究

针对碳纤维加固混凝土构件在海洋环境下的耐久性性能进行研究.在人工海洋环境下,进行碳纤维加固混凝土短柱的耐久性试验.试验结果表明采用碳纤维加固提高混凝土短柱的耐久性性能是可行的,加固后的混凝土短柱的耐久性指标都得到了不同程度的提高,不同的加固防护形式对混凝土短柱的耐久性指标有较大的影响.     

钢筋混凝土拱肋破坏过程中的模态变化

对一服役28 a旧桥中的2根钢筋混凝土拱肋进行加载过程中的模态试验.基于试验结果和理论分析研究钢筋混凝土拱肋破坏过程中的模态变化规律.通过对损伤进行一致损伤模式与复合损伤模式的划分,解释结构模态频率在受荷初期可能会增大的原因,分析塑性铰位置对拱肋模态频率的影响;采用曲线拟合方法研究拱肋破坏过程中一阶模态频率与所受荷载之间的函数关系.结果表明:该函数近似为二次函数.这为应用模态频率值来预测钢筋混凝土拱肋的极限荷载提供了参考.     

基于信息熵-未确知测度理论的公路桥梁耐久性评价

为了对桥梁耐久性进行评价和排序,基于信息熵-未确知测度理论建立了桥梁耐久性评价模型.首先根据《公路桥梁技术状况评定标准》确定评价指标体系和单指标测度函数,然后根据各指标的检测结果建立单指标测度评价矩阵.利用信息熵理论得到各指标权重,便可计算多指标测度评价向量.最后按照置信度识别准则进行耐久性等级判定.以长春市红咀子桥为工程实例,对其三跨上部结构进行耐久性评价和排序,并与《公路桥梁技术状况评定标准》所得结果相对比,证明了该方法的有效性.     

震区中小跨径桥梁墩柱配筋率取值范围

为研究配筋率对钢筋混凝土桥梁延性抗震性能的影响,并在不同设防烈度对主筋配筋率的合理取值进行细分。以钢筋混凝土桥梁为研究对象,通过拟静力模型试验与有限元数值分析的方法,研究竖向钢筋(主筋)配筋率对桥墩延性的影响,提出典型桥墩的多级性能水平量化指标;并探究在氯离子侵蚀的恶劣环境下,不同配筋率对桥梁抗震性能所带来的影响,从而对氯离子侵蚀环境下的震区中小跨径桥梁墩柱配筋率取值范围提供参考建议。结果表明：考虑氯离子侵蚀作用下的恢复力模型能够较好地反映刚度的退化特性,墩柱的最佳配筋率取值范围为1.11%～2.72%;当加速度为0.3g(g为重力加速度)时,仅从配筋率的角度已无法满足墩柱的损伤指标,建议采用减隔震体系进行抗震设计,如采用延性体系时配筋率不得小于2.64%。研究结果可为中小跨径连续桥梁抗震设计提供参考。     

北京地区钢筋混凝土简支梁桥结构综合评估系统

钢筋混凝土桥的老化问题非常普遍。北京地区已有许多钢筋混凝土桥被列入危桥 ,亟待评估和处理。在对 30座钢筋混凝土简支梁桥进行现场调查、测试 ,和对 3根已拆桥面梁进行静力加载试验的基础上 ,建立了在用钢筋混凝土简支梁桥结构耐久性、安全性和适用性的多层次评估模型和评定方法 ,并完成了相应的的计算机评估系统。对 17座在用桥梁进行了评估 ,评估结果与实际损伤情况相符。该系统可为钢筋混凝土简支梁桥的养护维修决策 ,提供科学依据