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钢筋混凝土桥梁疲劳累积损伤失效过程简化分析方法 被引量:35
1
作者 朱劲松 朱先存 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期107-114,121,共9页
为了有效预测疲劳损伤累积程度与桥梁剩余寿命,提出了钢筋混凝土桥梁结构在运营荷载下疲劳失效全过程数值模拟的简化方法。首先,根据混凝土及钢筋疲劳刚度退化、疲劳强度退化与疲劳残余变形演变规律,建立了混凝土及钢筋经历任意次数疲... 为了有效预测疲劳损伤累积程度与桥梁剩余寿命,提出了钢筋混凝土桥梁结构在运营荷载下疲劳失效全过程数值模拟的简化方法。首先,根据混凝土及钢筋疲劳刚度退化、疲劳强度退化与疲劳残余变形演变规律,建立了混凝土及钢筋经历任意次数疲劳加载后的剩余强度包络线方程,基于混凝土单轴本构模型和钢筋理想弹塑性模型,建立了混凝土及钢筋疲劳本构模型;然后,在此基础上对文献提出的疲劳全过程分析法进行了改进,提出了疲劳损伤累积失效全过程数值分析法;最后,基于ABAQUS软件平台和该文方法,对某钢筋混凝土简支梁算例进行疲劳全过程数值分析。结果表明:利用该文方法得到的模拟值与试验值的相对误差处于合理范围之内,验证了该文方法的可靠性和实用性。 展开更多
关键词 钢筋混凝土桥梁 包络线方程 疲劳本构模型 疲劳累积损伤 数值模拟
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考虑温室效应的氯盐环境下RC桥梁锈胀开裂性能预测 被引量:10
2
作者 彭建新 胡守旺 张建仁 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期103-110,共8页
使用大气气候变化数据,改进了氯离子作用下腐蚀开始时间模型和腐蚀电流密度模型,分析了全球变暖(CO2浓度和温度)对RC桥梁在氯离子腐蚀作用下的锈胀开裂性能影响。考虑腐蚀影响的性能预测参数如气候变化、氯离子浓度、氯离子扩散过程、... 使用大气气候变化数据,改进了氯离子作用下腐蚀开始时间模型和腐蚀电流密度模型,分析了全球变暖(CO2浓度和温度)对RC桥梁在氯离子腐蚀作用下的锈胀开裂性能影响。考虑腐蚀影响的性能预测参数如气候变化、氯离子浓度、氯离子扩散过程、温度、湿度、结构尺寸参数、钢筋位置和性能退化机制等具有随机性和时变性,发展了基于时变可靠度理论的预测方法来预测RC桥梁在将来全球变暖作用下以及氯盐环境下将来服役100年内的开始腐蚀风险和平均锈胀开裂概率。研究发现:1)在预测氯离子腐蚀效应时,大气气候变化温室效应能够恶化混凝土腐蚀损伤效应,在预测时需要计入其效应;2)在浪溅区环境下的开始腐蚀概率和锈胀开裂比例比海岸线大气区环境下分别高了127%和140%,当结构位于距离海岸线1km以上区域时锈胀开裂比例降低到1%;3)对于保护层厚度为20mm和水灰比为0.55的混凝土,在将来100年内的开裂概率为0.893,这意味着大多数混凝土结构在服役期存在腐蚀损伤现象,将来需要大量的维修和维护工作。这些信息能够为决策人员应对温室效应和氯离子腐蚀对土木工程的影响做出应对措施提供支持。 展开更多
关键词 rc桥梁 氯离子腐蚀 锈胀开裂 时变可靠度 温室效应
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考虑全寿命性能和成本的碳化腐蚀下RC梁桥耐久性参数确定方法 被引量:10
3
作者 彭建新 张建仁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期69-75,共7页
发展了考虑时变温度效应的腐蚀开始时间模型和碳化腐蚀率模型,以混凝土保护层厚度、水灰比以及钢筋直径等参数为设计变量,建立钢筋混凝土(RC)梁桥耐久性设计全寿命概率成本模型。以寿命期内全寿命成本现值最小为优化目标、寿命期基于锈... 发展了考虑时变温度效应的腐蚀开始时间模型和碳化腐蚀率模型,以混凝土保护层厚度、水灰比以及钢筋直径等参数为设计变量,建立钢筋混凝土(RC)梁桥耐久性设计全寿命概率成本模型。以寿命期内全寿命成本现值最小为优化目标、寿命期基于锈胀开裂的正常使用性能为约束条件,提出大气环境下RC梁桥全寿命耐久性优化设计模型,构建大气环境下RC梁桥基于成本-效益的耐久性参数确定新方法,为大气环境下RC梁桥全寿命过程耐久性设计参数确定提供了新的思路。计算发现RC梁桥的全寿命性能与钢筋的位置和直径有关。对于大气环境条件下受碳化腐蚀的RC梁桥,采用初始成本最优得到的耐久性设计参数不满足全寿命耐久性能要求。综合考虑全寿命成本和性能时,当保护层厚度为30mm和水灰比为0.45时,尽管考虑将来累积碳化腐蚀损伤效应,提高混凝土保护层厚度和混凝土强度不能降低全寿命成本,反而增加初始造价,不是成本效益比最优的耐久性设计对策。 展开更多
关键词 rc桥梁 全寿命耐久性设计 碳化腐蚀 全寿命成本分析方法 时变可靠度
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使用碳纤维板加固的RC梁桥服役过程可靠度指标分析 被引量:9
4
作者 张建仁 毛杰 +1 位作者 彭建新 彭晖 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2014年第2期25-31,共7页
基于大气环境下混凝土强度的衰减模型和钢筋的锈蚀模型,考虑材料性能、几何参数和计算模式的不定性,建立了服役RC桥梁加固前和加固后的抗力时变模型。并结合一座实桥运用JC验算点法,计算出了服役50年的桥梁在加固前和加固后的可靠度指标... 基于大气环境下混凝土强度的衰减模型和钢筋的锈蚀模型,考虑材料性能、几何参数和计算模式的不定性,建立了服役RC桥梁加固前和加固后的抗力时变模型。并结合一座实桥运用JC验算点法,计算出了服役50年的桥梁在加固前和加固后的可靠度指标,加固前可靠度指标降为3.576 4,通过碳纤维板加固后可靠度指标提升至4.611,满足了规范对可靠度指标的要求,且在今后50年服役中都能满足可靠度要求。算例分析表明该加固方案是可行的。最后对恒载的变异系数和活载的变异系数进行了分析,发现汽车活载对可靠度指标的影响最大,验证了交通量的变化是影响目前桥梁结构功能退化的主要原因这一结论。 展开更多
关键词 rc桥梁 锈蚀模型 耐久性 可靠度指标 碳纤维加固 变异系数
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氯盐类融雪剂对桥梁安全性的影响分析 被引量:8
5
作者 初少凤 施养杭 《低温建筑技术》 2010年第9期12-14,共3页
结合我国桥涵设计规范和两类桥梁用钢筋腐蚀后力学性能退化的实验数据,对氯盐类融雪剂引起的钢筋腐蚀对桥梁安全性的影响进行了分析,并根据试验数据得出钢筋质量腐蚀率与钢筋力学性能退化的数值关系,得到了钢筋质量腐蚀率与桥梁安全性... 结合我国桥涵设计规范和两类桥梁用钢筋腐蚀后力学性能退化的实验数据,对氯盐类融雪剂引起的钢筋腐蚀对桥梁安全性的影响进行了分析,并根据试验数据得出钢筋质量腐蚀率与钢筋力学性能退化的数值关系,得到了钢筋质量腐蚀率与桥梁安全性的初步规律,并根据试验数据及现象,提出桥梁钢筋锈蚀问题的评价标准。 展开更多
关键词 融雪剂 钢筋混凝土桥梁 腐蚀 安全性
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四点弯曲加载下RC梁内钢筋的漏磁效应研究
6
作者 程呈 刘建 +2 位作者 张宇洁 龚娅 夏润川 《公路交通技术》 2023年第6期105-112,共8页
针对RC梁桥内部钢筋应力状态难以检测和定量表征问题,采用基于钢筋自发漏磁效应的无损检测方法,对RC梁四点弯曲加载下钢筋应力与漏磁信号之间的力磁关系进行研究。结果表明:弹性阶段钢筋表面Y-B_z曲线基本重合,荷载对磁信号的影响较小;... 针对RC梁桥内部钢筋应力状态难以检测和定量表征问题,采用基于钢筋自发漏磁效应的无损检测方法,对RC梁四点弯曲加载下钢筋应力与漏磁信号之间的力磁关系进行研究。结果表明:弹性阶段钢筋表面Y-B_z曲线基本重合,荷载对磁信号的影响较小;当梁带裂缝工作阶段时,Y-B_z曲线随荷载的增加呈逆时针旋转;当梁处于破坏阶段时,Y-B_z曲线产生较大变化;提离高度和检测路径的差异会影响磁场强度的数值,但不影响磁场的整体分布特征;无量纲特征参数A_σ在RC梁带裂缝工作阶段内随钢筋应力线性递减,且函数的拟合优度R~2均大于0.95,表明该参数可有效定量表征RC梁内钢筋的应力状态。 展开更多
关键词 rc桥梁 无损检测 钢筋应力 漏磁检测 定量表征
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基于概率的退化钢筋混凝土桥梁加固措施优化 被引量:3
7
作者 田浩 陈艾荣 陈亮 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1732-1738,共7页
提出了一种基于概率的退化钢筋混凝土桥梁加固措施优化分析方法.选取构件可靠度作为性能指标,通过寿命函数来衡量结构性能演变过程,利用结合拉丁超立方抽样和计算机程序CBDAS的蒙特卡洛模拟法求解不同时刻的可靠度,再通过曲线拟合得到... 提出了一种基于概率的退化钢筋混凝土桥梁加固措施优化分析方法.选取构件可靠度作为性能指标,通过寿命函数来衡量结构性能演变过程,利用结合拉丁超立方抽样和计算机程序CBDAS的蒙特卡洛模拟法求解不同时刻的可靠度,再通过曲线拟合得到相应的寿命函数;给出加固措施对寿命函数影响的数学模型;建立了加固措施优化分析方法,根据可能的维修方案先将初始优化问题划分为一组局部优化问题,再利用遗传算法求出每个局部优化问题的最优解集,通过比较不同局部优化问题的最优解集可找出针对任意特定条件的最佳解.最终,将建立的优化方法应用到一座位于上海地区的三跨钢筋混凝土桥梁. 展开更多
关键词 钢筋混凝土桥梁 寿命函数 构件可靠度 加固 优化 遗传算法
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Modeling considerations in seismic assessment of RC bridges using state-of-practice structural analysis software tools
8
作者 Ricardo MONTEIRO Miguel ARAUJO +1 位作者 Raimundo DELGADO Mario o MARQUES 《Frontiers of Structural and Civil Engineering》 SCIE EI CSCD 2018年第1期109-124,共16页
The increasing awareness of the general society toward the seismic safety of structures has led to more restrictive performance requirements hence, many times, to the need of using new and more accurate methods of ana... The increasing awareness of the general society toward the seismic safety of structures has led to more restrictive performance requirements hence, many times, to the need of using new and more accurate methods of analysis of structures. Among these, nonlinear static procedures are becoming, evermore, the preferred choice of the majority of design codes, as an alternative to complete nonlinear time-history analysis for seismic design and assessment of structures. The many available software tools should therefore be evaluated and well understood, in order to be easily and soundly employed by the practitioners. The study presented herein intends to contribute to this need by providing further insight with respect to the use of commonly employed structural analysis software tools in nonlinear analysis of bridge structures. A comparison between different nonlinear modeling assumptions is presented, together with the comparison with real experimental results. Furthermore, alternative adaptive pushover procedures are proposed and applied to a case study bridge, based on a generic plastic hinge model. The adopted structural analysis program proved to be accurate, yielding reliable estimates, both in terms of local plastic hinge behavior and global structural behavior. 展开更多
关键词 nonlinear analysis PUSHOVER rc bridges structural modelling software
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基于贝叶斯更新和逆高斯过程的在役钢筋混凝土桥梁构件可靠度动态预测方法 被引量:16
9
作者 陈龙 黄天立 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期186-195,共10页
在役钢筋混凝土桥梁在服役环境和车辆荷载的耦合作用下,其服役性能随时间不断退化,采用确定性的性能退化模型无法准确描述退化过程中的不确定性和时间变异性。该文采用逆高斯随机过程描述其抗力退化过程,同时采用复合泊松过程描述车辆... 在役钢筋混凝土桥梁在服役环境和车辆荷载的耦合作用下,其服役性能随时间不断退化,采用确定性的性能退化模型无法准确描述退化过程中的不确定性和时间变异性。该文采用逆高斯随机过程描述其抗力退化过程,同时采用复合泊松过程描述车辆荷载效应,建立了基于抗力-车辆荷载效应双随机过程的在役钢筋混凝土桥梁构件时变可靠度分析方法。结合检测数据,采用贝叶斯分析和期望最大化算法,对逆高斯过程抗力退化模型参数进行更新,提出了在役钢筋混凝土桥梁构件可靠度的动态预测方法。以一座钢筋混凝土T梁桥为例,采用其40年服役期的抗力退化数据,分别在四个服役时刻对逆高斯过程抗力退化模型参数进行了更新,演示了提出的可靠度动态预测方法。研究表明:逆高斯随机过程可更合理地描述钢筋混凝土桥梁构件抗力退化过程中的不确定性和时间变异性;融入桥梁服役期间检测的抗力退化信息,采用贝叶斯更新逆高斯过程抗力退化模型参数后,可更准确地预测桥梁未来的可靠度服役状况和估计桥梁的剩余使用寿命。 展开更多
关键词 桥梁工程 在役钢筋混凝土桥梁 可靠度预测 逆高斯过程 贝叶斯更新
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强地面运动持时对钢筋混凝土桥墩地震需求的影响 被引量:9
10
作者 陈亮 李建中 +1 位作者 管仲国 盛光祖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期154-159,共6页
在基于性能的地震工程学(PBEE)中,概率地震需求模型(PSDM)是一个重要部分,它需要对地震需求参数(EDP)进行概率估计。强地面运动的变异性对EDP的概率估计影响最大,作为强地面运动三要素之一的持时对结构破坏的影响已引起广泛关注。为了... 在基于性能的地震工程学(PBEE)中,概率地震需求模型(PSDM)是一个重要部分,它需要对地震需求参数(EDP)进行概率估计。强地面运动的变异性对EDP的概率估计影响最大,作为强地面运动三要素之一的持时对结构破坏的影响已引起广泛关注。为了将持时与幅值、频谱的影响进行解耦,采用实际地震波和匹配同一反应谱的人工波,并进行合理的调值,对一座钢筋混凝土桥墩分别进行非线性动力时程分析。对比强地面运动持时和不同需求参数的相关性表明:持时对位移需求参数和延性需求参数影响甚微,但对表征能量的需求参数和累积破坏参数影响显著。同时,说明在选择结构第一模态周期谱加速度和合理的能量需求参数分别作为地面运动强度参数(IM)和EDP建立PSDM时,如何考虑持时的影响。 展开更多
关键词 强地面运动 持续时间 基于性能的地震工程 rc桥墩 地震需求 概率地震需求模型
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考虑空间变量的氯盐环境下RC简支梁桥失效概率分析 被引量:11
11
作者 彭建新 胡守旺 张建仁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期115-121,共7页
桥梁结构常规失效概率计算主要集中在关键截面,但在腐蚀环境下,蚀坑分布具有空间特征,关键截面可能随之发生变化。因此,基于一维随机场理论,考虑混凝土强度、混凝土表面氯离子浓度以及扩散系数等参数的空间分布特性,使用平方指数自相关... 桥梁结构常规失效概率计算主要集中在关键截面,但在腐蚀环境下,蚀坑分布具有空间特征,关键截面可能随之发生变化。因此,基于一维随机场理论,考虑混凝土强度、混凝土表面氯离子浓度以及扩散系数等参数的空间分布特性,使用平方指数自相关函数,建立氯盐环境下RC简支梁桥的空间时变可靠度模型,计算腐蚀环境下的结构失效概率。通过将荷载场、材料场和腐蚀介质场离散为随机变量,合理选取的相关长度d和波动系数θ,结合空间均值法,计算了氯盐环境下简支RC梁桥服役期的随机失效概率。研究表明:考虑参数空间特征时的RC梁桥失效概率比不考虑空间分布特征时高18%,寿命期超载作用导致桥梁结构失效概率是正常运营条件下的6倍,因此需要严格管理车辆荷载,延长桥梁服役寿命。 展开更多
关键词 rc梁桥 空间变量 时变可靠度 氯盐环境 失效概率
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氯盐环境下考虑温湿度影响的钢筋混凝土梁桥二维扩散模型及可靠度分析 被引量:7
12
作者 陈强 彭建新 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期41-45,共5页
结合温湿度效应模型,修正氯离子扩散系数的表达式,利用二维扩散控制方程,建立二维渗透条件下氯盐侵蚀的RC梁桥腐蚀开始发生模型。考虑混凝土表面氯离子浓度、混凝土的扩散系数、保护层厚度以及混凝土抗压强度等参数的时变随机性,建立氯... 结合温湿度效应模型,修正氯离子扩散系数的表达式,利用二维扩散控制方程,建立二维渗透条件下氯盐侵蚀的RC梁桥腐蚀开始发生模型。考虑混凝土表面氯离子浓度、混凝土的扩散系数、保护层厚度以及混凝土抗压强度等参数的时变随机性,建立氯盐环境下腐蚀开始发生概率计算模型,分析在设计寿命期100 a内不同设计参数下结构腐蚀开始概率的变化规律。研究结果表明:海岸线大气区环境下(Zone 2),二维渗透模型对应的腐蚀开始发生概率比一维渗透模型的腐蚀发生概率高9.8%;保护层厚度为20 mm、水灰比为0.55的耐久性设计参数下的氯盐腐蚀发生概率是保护层厚度为40mm、水灰比为0.45时的5.2倍;在浪溅区(Zone 1)的腐蚀开始概率最高,在未来100 a内,达到了96.1%。 展开更多
关键词 rc桥梁 氯盐腐蚀 二维扩散 时变可靠度 概率模型
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基于混凝土损伤塑性模型的弯曲损伤RC/PC桥梁动力学特性研究
13
作者 陈志为 施宇 张尧 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期50-61,共12页
基于混凝土损伤塑性模型,通过数值模拟研究了带有弯曲损伤的RC/PC桥梁动力学特性的退化情况.首先,提出了适用于RC/PC桥梁非线性振动分析的数值模型构建方法.其次,通过RC简支梁受弯破坏试验,将试验结果与数值模拟结果进行比较,验证了数... 基于混凝土损伤塑性模型,通过数值模拟研究了带有弯曲损伤的RC/PC桥梁动力学特性的退化情况.首先,提出了适用于RC/PC桥梁非线性振动分析的数值模型构建方法.其次,通过RC简支梁受弯破坏试验,将试验结果与数值模拟结果进行比较,验证了数值模型的准确性.最后,基于厦门快速公交系统中某一联三跨PC连续梁桥建立了三维有限元模型,研究其在不同弯曲损伤程度下前三阶频率和振型的变化情况.结果表明,带有弯曲损伤的RC/PC桥梁的动力学特性会随着损伤程度的增加而呈现不同程度的改变.带有混凝土裂缝的桥梁的微幅振动仍然是线性的,然而随着振幅的增大频率开始降低,使振动呈现出非线性.此外,当裂缝闭合时,前三阶自振频率与振型变化不明显,难以用于识别弯曲损伤;当裂缝张开时,前三阶自振频率与振型出现明显变化,可作为损伤检测指标来识别损伤. 展开更多
关键词 rc/PC桥梁 混凝土损伤塑性模型 裂缝开合效应 有限元 数值仿真
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考虑弯剪耦合作用的梁桥可靠度评估 被引量:1
14
作者 王晓明 石雪飞 阮欣 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期338-343,共6页
在役梁桥的评估需考虑弯剪耦合作用.将抗力与效应由一元随机变量拓展成二元随机变量,引入美国AASHTO规范采用的修正压力场理论,建立弯剪耦合抗力与弯剪复合效应的概率模型,提出了考虑弯剪耦合作用的可靠度评估方法.算例分析表明,对于复... 在役梁桥的评估需考虑弯剪耦合作用.将抗力与效应由一元随机变量拓展成二元随机变量,引入美国AASHTO规范采用的修正压力场理论,建立弯剪耦合抗力与弯剪复合效应的概率模型,提出了考虑弯剪耦合作用的可靠度评估方法.算例分析表明,对于复合效应中弯矩、剪切分量都较大的截面,其失效机制是弯剪耦合破坏,传统方法计算结果偏不安全,有必要采用考虑弯剪耦合作用的可靠度评估方法. 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁桥 弯剪耦合 二元随机变量 可靠度评估 修正压力场理论
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