大跨箱梁桥长期性能监测、模拟及可靠性评估

本书针对大跨箱梁桥的病害特征及维护需求，以原位监测和数值模拟为主，并结合理论分析和试验测试，对大跨箱梁桥的长期性能及时变可靠性进行了研究，为同类型桥梁的健康诊断、维护加固及优化设计提供了技术支撑。本书共有六个章节：第一章绪论，综述了目前大跨箱梁桥健康监测、长期性能研究现状；第二章，研究了全寿命健康监测系统设计原则、监测策略及长期监测技术；第三章，研究了基于随机分析和实测的大跨箱梁桥长期下挠控制策略；第四章，基于试验，研究了影响预应力长期损失的主要因素，并提出了长期损失预测模型；第五章，研究了考虑随机场的大跨箱梁桥时变可靠度演化规律；第六章，研究了混凝土循环徐变对大跨箱梁桥时变可靠性的影响。

目 录






第 1 章 绪论
1.1 引言 001
1.2 大跨径桥梁结构健康监测的研究现状 003
1.2.1 国 内外研究现状 003
1.2.2 有限元模型修正 006
1.3 大跨径桥梁结构时变效应的研究现状 008
1.3.1 长期变形 008
1.3.2 预应力长期损失 014
1.4 既有桥梁结构可靠性评估的研究现状 018
1.4.1 国外研究现状 019
1.4.2 国 内研究现状 020
1.5 本书研究内容 022
第 2 章 全寿命健康监测系统设计
2.1 引言 024
2.2 全寿命健康监测系统的设计原则及监测策略 025
2.2.1 设计原则 025
2.2.2 监测策略 025


2.3 长期监测实用技术 027
2.3.1 位移监测 027
2.3.2 索力监测 030
2.3.3 裂缝监测 031
2.3.4 应变监测 032
2.4 全寿命健康监测系统的构建及应用 033
2.4.1 工程概况 033
2.4.2 全寿命监测系统 035
2.4.3 全寿命监测结果分析 040
2.5 基于多输出支持向量机的有限元模型修正 052
2.5.1 多输出支持向量机的原理 052
2.5.2 M-SVM模型设计 053
2.5.3 基于 M-SVM 的有限元模型修正 054
2.6 本章小结 060
第 3 章 时变效应随机分析及备用束设计
3.1 引言 062
3.2 收缩徐变的随机性和不确定性及其分析方法 063
3.2.1 收缩徐变影响因子的随机性 063
3.2.2 收缩徐变模型的不确定性 063
3.2.3 收缩徐变效应的随机模型 065
3.2.4 收缩徐变效应的不确定性分析方法 065
3.3 材料模型 067
3.3.1 混凝土收缩徐变 067
3.3.2 预应力筋松弛损失 068
3.4 长期变形控制策略 070
3.5 大跨径 PSC箱梁桥时变效应的随机分析 071
3.5.1 有限元模型 071


3.5.2 随机参数的统计特征 072
3.5.3 长期挠度的随机分析 073
3.5.4 长期应力的随机分析 074
3.6 基于长期变形随机分析的预应力备用束设计 075
3.6.1 基于长期监测数据的有限元模型验证 075
3.6.2 预应力备用束设计 077
3.7 长期变形的敏感性分析 079
3.8 本章小结 080
第 4 章 预应力长期损失监测及不确定性分析
4.1 引言 082
4.2 预应力长期损失的监测技术 083
4.2.1 振弦应变计 083
4.2.2 磁通量传感器 084
4.3 预应力长期损失的估算方法 089
4.3.1 既有规范中的预测模型 089
4.3.2 建议预测模型 094
4.4 后张法有黏结 PSC试件的预应力长期损失试验 096
4.4.1 试验设计 096
4.4.2 测试系统 097
4.4.3 试验结果分析 099
4.4.4 收缩徐变模型的验证 105
4.4.5 模型计算结果对比与分析 108
4.5 后张法有黏结 PSC试件的预应力长期损失随机分析 110
4.5.1 预应力长期损失随机模型 111
4.5.2 随机参数的选取 111
4.5.3 随机分析结果 112


4.6 大跨箱梁桥预应力长期损失研究 115
4.6.1 预应力长期损失沿程分布预测 116
4.6.2 预应力长期损失随机分析 119
4.7 本章小结 122
第 5 章 考虑混凝土循环徐变的大跨箱梁桥时变可靠性评估
5.1 引言 124
5.2 时变退化模型 126
5.2.1 混凝土静徐变 126
5.2.2 混凝土收缩 128
5.2.3 混凝土循环徐变 128
5.2.4 钢束应力松弛 129
5.3 有限元构建 130
5.3.1 统一本构模型 130
5.3.2 数值求解策略 131
5.3.3 数值程序验证 132
5.4 可靠度计算方法 134
5.5 大跨箱梁桥时变可靠度评估 136
5.5.1 车辆荷载信息 136
5.5.2 数值模拟 137
5.5.3 随机变量 139
5.5.4 极限状态方程 140
5.5.5 结果和讨论 140
5.6 本章小结 143
参考文献 144