本書介紹作者10多年來在大型橋梁結(jié)構(gòu)疲勞狀態(tài)評估和壽命預(yù)測方法領(lǐng)域的主要研究成果及其在重要橋梁工程中的應(yīng)用,包括橋梁結(jié)構(gòu)疲勞應(yīng)力場的監(jiān)測與分析方法,基于監(jiān)測信息的橋梁結(jié)構(gòu)疲勞狀態(tài)分析理論及其實施方法。
王瑩,1980年生,東南大學(xué)土木工程學(xué)院副教授、博士。從事結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、狀態(tài)評估、疲勞與斷裂、損傷理論與方法、材料損傷力學(xué)性能和本構(gòu)模擬、結(jié)構(gòu)損傷分析的有限元方法及應(yīng)用、可靠性等方面的研究。主持國家自然科學(xué)基金項目、中國博士后科研資助項目、江蘇省博士后基金項目、東南大學(xué)博士后重點科研A類資助項目,參與多項國家自然科學(xué)基金項目和橫向課題。參與“長大跨橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”獲得2012年度江蘇省科技進步一等獎、2013年度國家科技進步二等獎,已在國內(nèi)外核心刊物發(fā)表論文二十余篇,出版學(xué)術(shù)專1部。
第1章 緒論
第2章 大跨纜索橋疲勞應(yīng)力監(jiān)測和響應(yīng)時程信息分析
2.1 大跨纜索橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)變傳感器布置概述
2.1.1 青馬大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)變傳感器布置
2.1.2 潤揚大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)變傳感器布置
2.2 鋼箱梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測和應(yīng)變時程的基本規(guī)律
2.3 應(yīng)變響應(yīng)監(jiān)測結(jié)果分析
2.3.1 應(yīng)變時程分析提取出車輛經(jīng)過時的主要應(yīng)變幅
2.3.2 應(yīng)力幅譜分析
2.3.2.1 雨流計數(shù)法原理
2.3.2.2 對應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的循環(huán)提取
2.3.3 應(yīng)變時程中的溫度效應(yīng)分析
2.4 鋼箱梁結(jié)構(gòu)中的疲勞等效應(yīng)力分布
第3章 面向疲勞狀態(tài)評估的大跨纜索橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)有限元模擬
3.1 大跨纜索橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)疲勞損傷分析方法概述
3.1.1 基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的分析方法
3.1.2 結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)和有限元模擬的分析方法
3.2 大跨纜索橋整體結(jié)構(gòu)與局部易損構(gòu)件的多尺度建模
3.3 等效異性橋面板與疲勞易損構(gòu)件細節(jié)模型的跨尺度銜接
3.3.1 基于子結(jié)構(gòu)技術(shù)的跨尺度連接
3.3.2 基于子模型技術(shù)的跨尺度連接
3.4 面向疲勞狀態(tài)評估的潤揚斜拉橋多尺度建模
3.5 考慮疲勞時變損傷狀態(tài)的結(jié)構(gòu)有限元模型更新方法
3.5.1 考慮疲勞損傷時變特性的主要因素
3.5.2 易損部位疲勞裂紋萌生后的結(jié)構(gòu)模型更新方法
3.5.3 表面缺陷的人工檢測信息量化及其模型更新方法
3.5.4 考慮疲勞時變損傷狀態(tài)的結(jié)構(gòu)有限元模型更新流程
第4章 大跨纜索橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析和疲勞損傷評估
4.1 大跨纜索橋服役載荷模擬方法概述
4.1.1 標準卡車載荷模擬方法概述
4.1.1.1 基于等效疲勞損傷原理的標準疲勞車輛載荷的模擬
4.1.1.2 基于Monte-Carlo隨機仿真的交通載荷譜模擬
4.1.2 鐵路載荷模擬方法
4.1.3 環(huán)境變溫載荷模擬方法
4.1.3.1 鋼箱梁溫度場數(shù)值分析方法
4.1.3.2 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)反映的結(jié)構(gòu)溫度分布規(guī)律
4.2 大跨橋梁在正常運營環(huán)境下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力時程分析
4.2.1 正常運營環(huán)境下基于應(yīng)變時程監(jiān)測信息的載荷因素分析
4.2.2 卡車荷載所引起的應(yīng)力時程
4.2.2.1 潤揚斜拉橋卡車荷載所引起的應(yīng)力時程
4.2.2.2 青馬大橋卡車荷載所引起的應(yīng)力時程
4.2.3 基于有限元模擬的列車荷載所引起的應(yīng)力時程
4.2.4 環(huán)境溫度變化引起的應(yīng)力時程
4.3 大跨橋梁在突發(fā)載荷作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析
4.3.1 撞擊事故引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力時程
4.3.2 地震載荷引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力時程
4.4 橋梁鋼箱梁疲勞損傷理論概述
4.5 服役載荷作用下鋼箱梁結(jié)構(gòu)疲勞關(guān)鍵部位的識別方法
4.5.1 疲勞關(guān)鍵位置的識別方法
4.5.2 服役載荷作用下橋梁疲勞關(guān)鍵部位的確定
4.6 服役載荷作用下鋼箱梁疲勞損傷累積分析
4.6.1 正常運營環(huán)境下橋梁疲勞損傷累積
4.6.1.1 基于監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)變數(shù)據(jù)的潤揚大橋損傷累積
4.6.1.2 基于有限元模擬的青馬大橋損傷累積
4.6.2 突發(fā)性事故對疲勞損傷累積過程的影響
第5章 大跨纜索橋鋼箱梁結(jié)構(gòu)疲勞易損構(gòu)件的損傷狀態(tài)分析
5.1 疲勞裂紋擴展理論
5.2 潤揚斜拉橋索梁錨固區(qū)的疲勞裂紋狀態(tài)分析
5.2.1 典型疲勞交通載荷譜的確定
5.2.2 疲勞應(yīng)力分析
5.2.3 基于S-N曲線法的索梁錨固區(qū)疲勞狀態(tài)評估
5.2.4 潤揚斜拉橋索梁錨固區(qū)的疲勞裂紋擴展分析與壽命評估
5.2.4.1 標準疲勞等效荷載的確定
5.2.4.2 疲勞裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài)分析
5.3 索梁錨固區(qū)疲勞裂紋擴展狀態(tài)評估
第6章 鋼箱梁疲勞易損構(gòu)件損傷時變狀態(tài)更新及其可靠度評估
6.1 鋼箱梁橋面板人工檢測信息及無損探測信息的分類描述
6.2 裂紋信息的量化模型
6.2.1 人工無損檢測中的疲勞裂紋出現(xiàn)的概率特性
6.2.2 基于貝葉斯定理的疲勞裂紋失效概率更新模型
6.2.3 基于Paris方程的裂紋擴展模型
6.3 斜拉橋疲勞易損構(gòu)件可靠度分析
6.3.1 斜拉橋鋼箱梁多尺度模型中的子模型
6.3.2 表面缺陷對疲勞構(gòu)件的影響
6.3.3 基于檢測信息的斜拉橋鋼箱梁疲勞裂紋失效的可靠度更新
6.4 考慮服役載荷變化的鋼箱梁疲勞損傷時變狀態(tài)更新
6.4.1 正常運營環(huán)境下的鋼箱梁時變狀態(tài)更新
6.4.2 考慮突發(fā)性因素的鋼箱梁時變狀態(tài)更新
參考文獻