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混凝土桥梁隐伏病害的红外无损检测研究

机械设计与制造 2023年第9期391卷 212-216,220页

作者：邹兰林金辉武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北武汉430065

为了无损、便捷、高效的检测混凝土桥梁隐伏病害,将红外热成像法应用到诸如内部空洞这类混凝土桥梁隐伏病害的检测之中。制作一定数量的混凝土实体试块,分别在其内部设置深度、体积不同的空洞,采集混凝土试块表面的温度信息,利用专业软... 详细信息

为了无损、便捷、高效的检测混凝土桥梁隐伏病害,将红外热成像法应用到诸如内部空洞这类混凝土桥梁隐伏病害的检测之中。制作一定数量的混凝土实体试块,分别在其内部设置深度、体积不同的空洞,采集混凝土试块表面的温度信息,利用专业软件对温度信息进行分析,结果表明:当内部空洞体积不变时,空洞上表面与混凝土模型上表面的距离越近(深度越浅),温差越大,检测效果越明显;当空洞上表面与混凝土模型上表面的距离(深度)不变时,空洞体积越大,温差越大,检测效果越明显。

关键词：混凝土桥梁隐伏病害红外成像无损检测

混凝土桥梁裂缝扩展过程声发射信号的分形与小波包综合分析

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长安大学学报（自然科学版） 2021年第2期41卷 34-45页

作者：袁明程晓东黄练颜东煌刘昀长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 湖南交通职业技术学院路桥工程学院湖南长沙410132

为量化混凝土桥梁裂缝从微观萌生到宏观扩展过程中声发射(AE)信号变化规律,开展了混凝土斜拉桥模型声发射试验研究。综合采用波形分形计算方法、快速傅里叶谱变换(FFT)、小波包分解方法,分析了试验中AE信号的分形盒维度、主频演变规律... 详细信息

为量化混凝土桥梁裂缝从微观萌生到宏观扩展过程中声发射(AE)信号变化规律,开展了混凝土斜拉桥模型声发射试验研究。综合采用波形分形计算方法、快速傅里叶谱变换(FFT)、小波包分解方法,分析了试验中AE信号的分形盒维度、主频演变规律、频带能量分布特征和分形盒维度演变规律,进而研究混凝土桥梁裂缝扩展过程中AE信号分形和频谱演化特征。研究结果表明:混凝土桥梁裂缝扩展过程中由宏观裂纹产生的AE信号分形盒维度比微观裂纹产生的AE信号分形盒维度大,且前者分布范围更广,波形相对更为复杂;混凝土桥梁裂缝扩展过程中微裂纹萌生阶段产生的AE信号以中低频信号为主,而宏观裂纹阶段产生的AE信号以中高频为主;本次混凝土斜拉桥模型静力加载过程中所有AE信号能量集中分布在0~234.375 kHz频段,其中混凝土微裂纹萌生和发展阶段AE信号能量主要分布在0~125 kHz中低频段,随着加载过程的进行,AE信号能量分布区间逐步向中高频段演变;试验中采集到的AE信号采用小波包变化分解,重构信号的分形盒维度在0~265.625 kHz频带区间具有随着频率增大而波动上升的现象,上升趋势呈三阶多项式变化,并且在混凝土宏观裂纹阶段的三阶拟合误差更小,规律性更好。说明可以用信号分形盒维度的大小反映信号频率的高低。

关键词：桥梁工程混凝土桥梁裂缝扩展声发射信号波形分形频谱特征小波包分解

混凝土帽盖模型参数标定及桥梁冲击损伤模拟应用

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中国公路学报 2024年第5期37卷 151-174页

作者：宋彦臣刘学鹏王君杰韩韦强北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室北京100124 同济大学桥梁工程系上海200092

冲击荷载作用下混凝土响应与应力状态、应变率密切相关,数值分析存在本构模型理论复杂、参数繁多,工程应用困难等问题。基于弹塑性损伤帽盖模型,针对拉伸、压缩、剪切应力状态下混凝土的损伤特征,阐明了损伤参数取值与单元尺寸的依赖关... 详细信息

冲击荷载作用下混凝土响应与应力状态、应变率密切相关,数值分析存在本构模型理论复杂、参数繁多,工程应用困难等问题。基于弹塑性损伤帽盖模型,针对拉伸、压缩、剪切应力状态下混凝土的损伤特征,阐明了损伤参数取值与单元尺寸的依赖关系,提出了混凝土本构模型损伤参数及率效应参数的确定方法。然后,针对冲击作用下RC构件的弯曲与剪切损伤破坏行为,基于构件冲击试验分别从损伤参数的单元尺寸依赖性、剪胀损伤模拟必要性2个方面对混凝土弹塑性损伤帽盖模型参数取值的可靠性进行了验证,并对2种常用弹塑性损伤帽盖模型进行了对比。最后,基于某大桥船撞损伤破坏事故案例,进一步对大桥的船撞破坏过程进行了模拟验证。结果表明:采用所提出损伤参数标定方法可以很好地描述冲击作用下混凝土构件及结构在不同受力状态下的损伤演化过程及动态响应,解决了弹塑性损伤帽盖模型参数过多、取值困难而不便应用问题,可为混凝土桥梁结构冲击数值分析提供参考。

关键词：桥梁工程混凝土桥梁弹塑性损伤帽盖模型参数标定低速冲击仿真验证

车辆荷载作用下公路混凝土桥梁疲劳问题研究进展

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土木工程学报 2022年第12期55卷 65-79页

作者：张劲泉宋紫薇韩冰解会兵李鹏飞北京交通大学北京100044 交通运输部公路科学研究院北京100088

随重载作用及交通量逐渐上升,混凝土桥梁的疲劳问题逐渐凸显。为明确混凝土桥梁运营期疲劳损伤过程,系统梳理混凝土桥梁疲劳问题的研究现状,讨论混凝土桥梁疲劳问题成因,重点分析组成材料疲劳特性及疲劳车辆荷载形式,并对混凝土桥梁疲... 详细信息

随重载作用及交通量逐渐上升,混凝土桥梁的疲劳问题逐渐凸显。为明确混凝土桥梁运营期疲劳损伤过程,系统梳理混凝土桥梁疲劳问题的研究现状,讨论混凝土桥梁疲劳问题成因,重点分析组成材料疲劳特性及疲劳车辆荷载形式,并对混凝土桥梁疲劳问题未来发展趋势进行探讨。结果表明:混凝土桥梁疲劳问题具有多尺度、离散性强的特征,其疲劳破坏成因、裂纹扩展规律、疲劳破坏模式等均较为复杂。后续研究中,一方面应深入探究钢筋混凝土桥梁的疲劳性能,从本质上揭示损伤演化机理,建立反映疲劳物理机制的演化模型;另一方面,应结合交通流特征,以混凝土桥梁疲劳力学响应为基础,建立适用于混凝土桥梁的疲劳车辆模型,为混凝土桥梁疲劳设计及评估提供参考。

关键词：混凝土桥梁综述疲劳性能疲劳车辆荷载

混凝土桥梁结构配筋率和抗剪承载力计算方法分析

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水利规划与设计 2024年第6期 121-126页

作者：吴红林马玉全欧泽锋蒋峰季振明交通科学与工程学院哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150096 广州鼎兴土木科技有限公司广东广州510655 广东省水利电力勘测设计研究院有限公司广东广州510635

文章针对JTG 3362-2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中的不足部分进行研究,从力学含义和理论推导过程出发,对最小配筋率、相对界限受压区高度和抗剪承载力公式展开分析,并通过例题说明验证。结果表明,全预应力构件的... 详细信息

文章针对JTG 3362-2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中的不足部分进行研究,从力学含义和理论推导过程出发,对最小配筋率、相对界限受压区高度和抗剪承载力公式展开分析,并通过例题说明验证。结果表明,全预应力构件的普通钢筋最小配筋率应根据预应力配置情况综合确定,修改为“全预应力-普通钢筋辅助配筋率”较为合适,相对界限受压区高度的计算公式应采用钢筋抗拉强度标准值更合理;斜向箍筋模型的截面抗剪承载力上限值约为竖向箍筋的1.4倍。通过对现有《规范》深入分析和修正,为在工程实践中更好使用《规范》提供参考借鉴。

关键词：最小配筋率最大配筋率抗剪承载力混凝土桥梁

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混凝土桥梁耐久性2020年度研究进展

土木与环境工程学报（中英文） 2021年第S01期43卷 100-106页

作者：占玉林斯睿哲臧亚美西南交通大学桥梁工程系成都610031 西南交通大学土木工程材料研究所成都610031 西藏大学工学院拉萨850000

近年来,混凝土桥梁的耐久性引起广泛关注,混凝土桥梁的耐久性直接影响到长期服役桥梁的安全性和使用寿命,是桥梁研究的热点之一。目前,混凝土桥梁耐久性的研究主要分为两个方面:一是从材料的损伤机理层面入手,研究桥梁构件材料的破坏方... 详细信息

近年来,混凝土桥梁的耐久性引起广泛关注,混凝土桥梁的耐久性直接影响到长期服役桥梁的安全性和使用寿命,是桥梁研究的热点之一。目前,混凝土桥梁耐久性的研究主要分为两个方面:一是从材料的损伤机理层面入手,研究桥梁构件材料的破坏方式和影响因素,分析混凝土桥梁材料的耐久性影响作用机理;二是从桥梁结构的整体出发,研究桥梁耐久性能的设计、评估以及桥梁的养护方案等,探究提高混凝土桥梁结构耐久性的措施。为全面掌握混凝土桥梁耐久性的研究动态,从混凝土桥梁的设计、桥梁混凝土材料的耐久性研究、混凝土桥梁的钢筋锈蚀研究、混凝土桥梁的耐久性提升技术、不同服役环境对桥梁耐久性的影响、长期服役性能评估及寿命预测等方面对2020年关于混凝土桥梁耐久性的论文进行梳理,探讨未来混凝土桥梁耐久性的研究重点和发展方向。

关键词：混凝土桥梁耐久性服役性能寿命预测

混凝土桥梁橡胶隔震支座高精度安装施工技术研究

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江苏建筑 2022年第5期 44-48页

作者：赵文刚浙江交通资源投资集团有限公司浙江杭州310016

橡胶隔震支座以其优良的消能减震性能在桥梁工程中应用广泛,但现有的施工工艺繁冗复杂,需要后期灌浆,且难以精确控制支座的安装高程和坡度,影响后期隔震性能的有效发挥。文章以某预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,结合BIM技术对桥梁橡... 详细信息

橡胶隔震支座以其优良的消能减震性能在桥梁工程中应用广泛,但现有的施工工艺繁冗复杂,需要后期灌浆,且难以精确控制支座的安装高程和坡度,影响后期隔震性能的有效发挥。文章以某预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,结合BIM技术对桥梁橡胶隔震支座高精度安装技术进行研究,提出了一种通过焊接在墩台插筋上的调位螺栓组定位支座下预埋钢板的施工方法。结果表明,在垫石施工阶段设置支座下预埋钢板,以调位螺栓组作为支座精确定位的手段,采用高强锚固螺栓实现支座与桥梁上下部结构的稳固连接,免去了灌浆工艺,简化了施工工序。

关键词：混凝土桥梁橡胶隔震支座高精度安装调位螺栓组施工技术

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混凝土桥梁服役性能退化及预防性维护综述

华东交通大学学报 2024年第2期41卷 1-24页

作者：陈华鹏刘维刚江钰肖烽朱泽文华东交通大学交通运输工程学院江西南昌330013 新余学院建筑工程学院江西新余338004 江西省交通科学研究院有限公司江西南昌330052

针对混凝土桥梁服役性能退化分析与预防性维护这一热点问题进行了综述。混凝土桥梁作为复杂的结构体系,具有损伤因素多、材料劣化机理复杂以及服役性能评估难等特点,在环境与荷载等因素的共同作用下,钢筋与混凝土材料特性发生劣化,导致... 详细信息

针对混凝土桥梁服役性能退化分析与预防性维护这一热点问题进行了综述。混凝土桥梁作为复杂的结构体系,具有损伤因素多、材料劣化机理复杂以及服役性能评估难等特点,在环境与荷载等因素的共同作用下,钢筋与混凝土材料特性发生劣化,导致混凝土构件承载力退化,最终影响桥梁整体结构力学性能。从材料劣化机理分析、材料与结构力学性能退化模拟、服役性能评估、剩余使用寿命预测以及预防性维护策略制定等方面对既有混凝土桥梁服役性能退化与预防性维护进行了详细阐述,同时对比分析了各研究模型和方法的优势与不足。然后,分别从既有混凝土桥梁材料、构件和结构等层次着手,分析了桥梁材料微观劣化特性,探讨了桥梁构件损伤机理与失效过程,明确了在役混凝土桥梁结构力学性能宏观退化规律。最后,基于对现有研究的分析与总结,指出了当前混凝土桥梁服役性能退化与预防性维护中存在的问题,为后续研究提供了新的思路,为桥梁全寿命智能运维管理提供科学依据。

关键词：混凝土桥梁性能退化性能评估预防性维护

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混凝土桥梁全寿命设计方法和例证

中国公路学报 2013年第3期26卷 101-109页

作者：彭建新邵旭东张建仁长沙理工大学桥梁工程安全控制省部共建教育部重点实验室湖南长沙410004 湖南大学桥梁工程研究所湖南长沙410082

针对传统桥梁设计方法存在后期维护成本过高、维修资源分配不合理和服役期性能缺乏预见性等不足,提出基于寿命成本和性能的混凝土桥梁全寿命设计方法。建立混凝土桥梁全寿命成本模型作为优化目标函数,并将截面尺寸、混凝土强度和服役期... 详细信息

针对传统桥梁设计方法存在后期维护成本过高、维修资源分配不合理和服役期性能缺乏预见性等不足,提出基于寿命成本和性能的混凝土桥梁全寿命设计方法。建立混凝土桥梁全寿命成本模型作为优化目标函数,并将截面尺寸、混凝土强度和服役期维修时机处理作为设计变量,从结构应力、几何参数和材料参数出发构造约束条件,构建了服役期劣化桥梁性能与维护对策的关系模型,从而验证混凝土桥梁全寿命设计方法优化模型和设计流程。研究结果表明:基于全寿命成本和性能的混凝土桥梁全寿命设计方法合理,能够在设计阶段考虑服役期性能、维护方案及维修成本,平衡初始造价和后期维护成本。

关键词：桥梁工程混凝土桥梁全寿命设计方法维护成本目标函数