大跨度钢桥抗疲劳性能提升与安全运营关键技术及应用-河海大学科技处
钢桥面板的抗疲劳耐久性
出腹板面外变形
图2.2板梁腹板的小间隙
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gap
2.钢桥面板的疲劳设计
2.1 钢桥的疲劳设计方法简介
③热点应力评定法 对于管结构，主管与支管趾部焊接处易产生疲劳裂纹。疲劳试验表 明，若用主管断面的名义应力对所有试验结果进行统计分析，各数 据无线性相关性，不能建立疲劳曲线；若用趾部热点应力进行统计 分析，各数据有很好的线性相关性，从而建立了管—管接头的疲劳 抗力曲线。热点应力的计算方法有 FEM法和 5点实测应力外推法。该 方法已纳入海洋平台等管结构的疲劳设计规范。
有效的足尺疲劳试验，建立了该构造细节的规定：gap≥8tw。经过约
40年的实桥检验，证明有足够的抗疲劳耐久性。
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2.钢桥面板的疲劳设计
2.1 钢桥的疲劳设计方法简介
面外变形在小间隙约束处产生的 次弯曲应力按下式计算：
竖向加劲肋
tw
式中K为修正系数，Δ为面外变形值， tw为腹板厚度，g为小间隙值。 该方法已作为方法①的补充， 列入钢桥疲劳设计规范。
3—D FEM（实体元）分析，如U肋与面板部分熔透角焊缝焊跟处、弧 形切口约束处等。 对主要构造细节进行足尺模型的疲劳试验，采用实际移动轮载或模拟 移动轮载加载。 对易发生裂纹的细节不断进行改进，并用于实桥和实桥应力和变形的 测量，经受较长期的服役检验，验证实用效果。
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2.钢桥面板的疲劳设计
（3）方法③是针对管结构的，钢桥面板的结构特点及受力行为与管结 构完全不同，目前尚无这些构造细节的热点应力计算方法和疲劳抗力 曲线。
（4）方法④与评定目标有出入。 （5）方法⑤本身尚未达到实用化。
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2.钢桥面板的疲劳设计
2.3 钢桥面板的构造细节疲劳设计法
新型大跨混合结构桥梁关键技术研究 2021年度上海市土木工程学会科技进步奖
新型大跨混合结构桥梁关键技术研究2021年度上海市土木工程学会科技进步奖摘要：一、引言1.背景介绍2.研究目的二、新型大跨混合结构桥梁的关键技术1.混合结构概述2.关键技术内容a.设计与分析方法b.施工技术c.运维与管理三、2021年度上海市土木工程学会科技进步奖1.评奖背景2.获奖成果概述3.获奖意义四、研究进展与成果应用1.研究历程2.技术创新3.成果应用案例五、结论与展望1.研究结论2.不足与挑战3.未来研究方向正文：一、引言随着我国城市化进程的加快，基础设施建设日新月异，桥梁工程作为基础设施的重要组成部分，其技术水平与发展速度也在不断提升。
大跨混合结构桥梁作为一种新型的桥梁结构，兼具混凝土梁桥和钢结构桥的优点，具有良好的应用前景。
本文将介绍2021年度上海市土木工程学会科技进步奖获奖项目——新型大跨混合结构桥梁关键技术研究，探讨其研究内容、成果与应用。
二、新型大跨混合结构桥梁的关键技术1.混合结构概述大跨混合结构桥梁是指在大跨度桥梁中采用混凝土梁与钢结构相结合的一种桥梁结构。
混合结构桥梁充分利用了混凝土梁桥的刚度和钢结构桥的经济性，有效提高了桥梁的整体性能。
2.关键技术内容（1）设计与分析方法针对大跨混合结构桥梁的特点，研究了相应的设计与分析方法。
提出了混合结构桥梁的力学模型，为设计提供了理论依据。
同时，开发了相应的设计软件，实现了混合结构桥梁的快速设计与分析。
（2）施工技术针对混合结构桥梁的施工特点，研究了施工过程中的关键技术。
包括混凝土梁与钢结构的施工顺序、施工工艺及施工过程中的安全控制等。
提出了施工过程中钢结构与混凝土梁的协同施工技术，提高了施工效率。
（3）运维与管理为了确保混合结构桥梁的安全运行，研究了运维与管理的关键技术。
包括桥梁健康状况监测、结构性能评估、维修养护策略等。
提出了基于大数据与人工智能的桥梁运维管理系统，实现了混合结构桥梁的智能化运维。
三、2021年度上海市土木工程学会科技进步奖1.评奖背景上海市土木工程学会科技进步奖是为了表彰在土木工程领域取得卓越成绩的单位和个人。
河海大学举办大跨径桥梁维护新技术国际学术研讨会
河海大学举办大跨径桥梁维护新技术国际学术研讨会
本刊编辑部
【期刊名称】《水利水电科技进展》
【年(卷),期】2010(30)3
【总页数】1页(P83-83)
【关键词】国际学术研讨会;河海大学;桥梁维护;新技术;大跨径;科研院所;桥梁抗震;修复技术
【作者】本刊编辑部
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】U445.7
【相关文献】
1.大跨径桥梁和组合结构桥梁创新技术论坛报道 [J], 罗新才;宁立
2.大跨径桥梁和组合结构桥梁创新技术论坛在浙江省宁波市举办 [J], 卢绍鸿;孙颖
3.深水大跨径连续刚构桥梁施工新技术研究 [J], 田乃婷;孟新奇
4.深水大跨径连续刚构桥梁施工新技术研究 [J], 李文飞
5.大跨径桥梁创新技术论坛在重庆召开 [J], 老关
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钢桥疲劳研究关键技术分析
钢桥疲劳研究关键技术分析刘晓光(铁道科学研究院 北京 100081)摘 要 针对当今大跨度钢桥的建设和既有钢桥的使用状况进行分析,结合工程建设和运营管理中涉及疲劳的重点研究领域作了阐述,对钢桥疲劳研究成果的应用作了归纳,并展望了钢桥疲劳研究的前景。
关键词 钢桥 疲劳 整体节点 正交异性 寿命THE KEY TEC HNI QUE ANA LYSIS ON FATI GUE RESEARC HES OF STEEL BRI D GELiu X iaoguang(China Acade my of Railway Science Beijing 100081)ABSTRA CT The construction of long 2spa n steel bridges and the status of e xisted bridges are analyzed.Main fatigue re searches fields are de scribed wit h e nginee ring co nstr uction and ope ration management ,application of the achievements for steel bridge fatigue r esea rc h are induced.Furt her more ,the f oreground of steel bridge f atigue resea rch is prospected.KEY WO R DS steel bridge f atigue integral joints ort hotropic life作 者:刘晓光 男 1961年6月出生 博士 研究员x @11收稿日期61 引 言世界钢(铁)桥的应用和建设已经有200余年的历史,从1779年在英国建造的第一座铁桥到1874年的第一座钢桥,再到1880年建造第一座铁路钢桥,整整经过了百年时间,而此后的100多年则是钢桥发展时代。
大跨越输电塔的结构优化分析
大跨越输电塔的结构优化分析郭惠勇;李小晶;李正良【摘要】为了研究和解决大跨越输电塔的优化设计问题,以结构截面、根开和腰部尺寸为设计变量,以结构质量为经济性优化目标,以结构各构件应力比差的平方和为等强度优化目标,提出了经济性等强度优化设计方案,建立了优化目标函数,并采用APDL语言编制了相应的优化程序,利用基于共轭梯度法的一阶优化算法对优化目标函数进行了求解.优化计算结果表明,经济性优化设计方案侧重于节省钢材,等强度优化设计方案则侧重于结构的等可靠性,而经济性等强度优化设计方案既可以满足工程的经济性要求,又可以适当提高结构的整体安全性.【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(038)001【总页数】5页(P93-97)【关键词】大跨越输电塔;结构;经济性优化设计;等强度优化设计;经济性等强度优化设计【作者】郭惠勇;李小晶;李正良【作者单位】重庆大学土木工程学院,重庆,400045;重庆大学土木工程学院,重庆,400045;重庆大学土木工程学院,重庆,400045【正文语种】中文【中图分类】TU761.3随着大型高压输电线路建设步伐的加快和电网向特高压的升级,对输电塔结构优化设计会提出更高的要求[1-5].特别是对于1000kV特高压跨越江河的大跨越输电塔,不仅要考虑其经济性要求,更要考虑其强度要求.为了使输电塔的建造经济、合理,钢材强度就必须大幅度提高,而改变钢材强度和结构构型,则需对现有设计进行优化.国内苏国柱等[6]基于ANSYS有限元软件,采用搜索准则优化方法对异型塔架结构的形状和杆件截面尺寸进行了优化研究,王藏柱等[7]采用广义变量近似方法,即原问题的解由近似问题解来逐步逼近的方法研究了塔架结构的形状优化问题,王坤等[8]采用简单遗传算法对输电塔结构进行了优化研究;国外Natarajan等[9-10]也对输电塔结构的优化问题进行了研究.这些研究主要基于经济性指标.本文首先分析了现有结构的经济性优化设计方案,然后以结构各杆件应力比差的平方和为优化目标,提出了输电塔结构的等强度优化设计方案,并以此为基础,提出了一种新的组合优化设计方案,即经济性等强度优化设计方案.输电塔结构优化是基于结构有限元模型进行优化的,优化结果与设计变量的选取有很大关系.输电塔结构优化的设计变量可分为结构截面尺寸设计变量和结构节点位移产生的形状设计变量.根据输电塔结构所采用的型钢(包括各种塔体主材、斜材、腹杆以及辅材中所有的不同截面尺寸的型钢)种类,可将结构截面尺寸设计变量设为多个设计变量,即将输电塔结构所采用的型钢种类归纳为多种截面尺寸的钢材;根据输电塔结构根开和腰部尺寸等各个节点的位移,可确定出结构节点位移产生的形状设计变量.状态变量包括结构的应力、稳定等效应力以及相应的位移,可选取状态变量作为约束变量.根据输电塔结构优化的设计变量和状态变量,本文提出如下3种优化设计方案.1.2.1 经济性优化设计方案1.2.1.1 优化目标函数经济性优化设计方案为最常用的优化设计方案,该方案以结构的质量为优化目标,其优化目标函数为式中:M——结构的质量;Lj,Aj,ρj——第 j个杆单元的长度、截面面积和材料密度;n——结构中单元的数目.1.2.1.2 约束条件应力约束条件式中:Nj——第 j个杆单元的轴心拉力或压力;σj——第j个杆单元的拉压应力;f——抗拉或抗压强度设计值.受压局部稳定约束条件式中:σj,st——第 j个杆单元的稳定等效应力;φj——第 j个杆单元的轴心受压杆件稳定系数.位移约束条件.一般以限制某个节点的位移作为位移约束条件,即式中:ui,u*——结构自由度i上的位移和相应的约束值——第j个杆单元在第i自由度上单位虚载作用下的内力;m——结构的总自由度数目.1.2.2 等强度优化设计方案等强度优化设计方案的目标是使结构的各种构件具有等可靠性,即使等强度指标Ies(equal-strength index)值最小,相应的目标函数为式中;ξi——第 i种型钢的应力比;N——型钢种类的数目.设某一输电塔中包含有N种型钢,这N种型钢由k种材料组成,则第i种型钢的应力比可定义为式中:σi,max——第 i种型钢的最大等效应力;fi——第 i种型钢材料的抗拉或抗压强度设计值.1.2.3 经济性等强度优化设计方案工程实践和理论分析表明,当输电塔结构截面尺寸不变且宽高比在一合适的范围内时,其根开和腰部尺寸的改变对结构内力的影响往往要超过对结构质量的影响,即改变根开及腰部尺寸,结构质量改变较小,而结构的主承力杆件的内力改变较大.因此,本文提出了经济性等强度优化设计方案.该优化设计方案的基本步骤为:(a)采用经济性优化设计方案进行初次优化,以获得截面设计变量以及根开和腰部尺寸等形状设计变量的优化初值;(b)在主要考虑形状设计变量的情况下,利用随机搜索方法对优化初值进行调整和筛选;(c)利用调整后的初值和式(6),在主要考虑形状设计变量的情况下,采用一阶优化算法进行二次优化.其中,(b)步骤是为了避免出现局部最优解.因为进行二次优化时,如果直接采用初次优化的形状设计值作为优化初值,则由于其本身是优化结果,虽然目标函数不同,但是仍极易陷入局部优化解,故利用随机搜索方法对初值进行调整和筛选.要进行优化问题研究,则需要进行参数化建模,即用设计变量作为参数建立模型.在构造参数化有限元模型时,需将各种截面尺寸型钢的截面变量构造为相应截面尺寸设计变量的函数,将塔身各个节点的坐标构造为形状设计变量的函数,以形成参数化的几何模型.设计变量可以初始化设定.初始化设定的设计变量可以根据现有输电塔结构的实际情况选取,也可以根据输电塔的初始设计选取或定义.这些设计变量的初值只是在优化计算开始时使用,在优化循环过程中会被改变.采用参数化建模后计算的结果应赋值给相应的参数.这些参数一般为状态变量.对于设计变量和状态变量,可以定义其最大值和最小值.本文采用一阶优化算法对截面尺寸和结构节点位移设计变量进行优化分析.该算法的每一步迭代都具有目标函数优化搜索和梯度计算的子迭代过程,所以该算法具有精度高但耗时长的特点.该算法对于多设计变量问题比较有效.其具体步骤如下: a.选取初值,进行有限元计算,得到目标函数和状态变量的初始值,构造搜索方向矢量p0:式中:Q——目标函数;x0——一组设计变量初值.b.利用差分法求解函数梯度,即利用Polak-Ribiere的递归公式[11]来构造搜索方向矢量 pj,进行一维搜索求解搜索步长 tj,求解新的迭代点xj+1.相应量的表达式为式中:xj——设计变量的第 j步迭代值;rj-1——递归系数,表达式为Polak-Ribiere 公式.c.收敛判别.每一优化迭代循环结束时,都要进行收敛判别.优化迭代满足收敛准则的要求时,则终止一阶优化迭代.收敛准则为式中τ为收敛误差.以晋东南—南阳—荆门线路上的某一跨江特高压输电塔为研究对象.该输电塔塔高181.8m,根开尺寸为39.06m,塔架由钢管组成,模型如图1所示,主支撑构件采用高强度Q345钢,辅材采用Q235钢,两塔间跨距为1650m,跨越塔与耐张塔间距为800m.优化时考虑钢管截面的厚度不变,半径减小.采用有限元软件中的APDL语言编制输电塔结构的参数化有限元程序,按照以上方法编制有限元程序.3种优化设计方案的计算结果如表1所示.图2给出了经济性优化设计方案结构质量的优化曲线.由图2可知,经35次迭代后目标函数的解收敛.从表1可以看出,该方案优化后的结构质量为536410kg,质量优化率为9.79%,这说明结构质量的优化效果相当明显.从表1还可以看出,结构的等强度指标偏大,特别是其主支撑材的最大应力比为96.52%,这说明结构支柱的应力储备较低.对塔架结构来说,主支撑材的破坏是致命的,常常会引起倒塔等严重事故,故结构主材应具有相对较高的应力储备,即主支撑材的最大等效应力比应相对较低.图3给出了等强度优化设计方案等强度指标的优化曲线,图4给出了该方案结构质量的优化曲线.由图3和图4可知,经51次迭代后目标函数的解收敛.从表1可以看出,该方案优化后的结构质量为582221kg,质量的优化率为2.09%,结构质量的优化效果较差,而优化后的等强度指标 Ies则有了较大的降低.从表1还可以看出,结构主支撑材的最大应力比为88.66%,对主支撑材来说,其优化结果也较好.该方案首先以经济性优化设计方案的计算结果作为初值,并采用随机搜索法对该初值进行调整,然后采用一阶方法进行二次优化,并选取等强度目标函数的最小值作为二次优化的初值.图5给出了该方案目标函数随机搜索曲线,该曲线反映了随机搜索过程.图6给出了该方案等强度指标的二次优化曲线,图7给出了该方案结构质量的二次优化曲线.由图6和图7可知,二次优化经7次迭代后就已收敛.从表1可以看出,该方案优化后的结构质量为556298kg,质量的优化率为6.45%,结构质量的优化结果相对较好,而优化后的等强度指标Ies也有了较大改善.从表1还可以看出,结构主支撑材的最大应力比为85.78%,说明结构主支撑材的优化结果也较好.从以上3种方案的优化结果可以看出:经济性优化设计方案更侧重于节省钢材,但其主支撑材的应力储备较低;等强度优化设计方案则侧重于结构构件的等可靠性,但其结构质量的优化结果较差;本文所提出的经济性等强度优化设计方案不仅对结构质量的优化结果较好,而且可使结构主材具有较好的安全可靠性.a.经济性优化设计方案更侧重于结构的经济性能,即可节省更多的钢材,但优化后结构主材的应力储备较低,故可靠性能一般.b.等强度优化设计方案则侧重于结构构件的等可靠性,即大多数杆件具有等强度性能,但其结构质量的优化结果较差.c.本文所提出的经济性等强度优化设计方案对结构质量的优化结果较好,且该方案可使结构具有较好的安全可靠性能.由于该方案不仅可以满足工程的经济性要求,还可以适当提高结构的整体安全性能,故推荐采用该方案进行输电塔结构的优化设计和分析.【相关文献】[1]邓洪洲,朱松晔,王肇民.大跨越输电塔线体系动力特性及风振响应[J].建筑结构,2004,34(7):25-28.(DENG Hong-zhou,ZHU Song-ye,WANG Zhao-ming.Study on dynamic behavior andwind induced vibration response of long span transmission line system[J].Building Structure,2004,34(7):25-28.(in Chinese)).[2]HIROSHI K.Wind tunnel test on 500kV transmission tower with solidwebbrackets[J].Journal of Wind Engineering,1994,58:54-60.[3]龚靖,贾瑞庆.薄壁钢管输电塔架风载响应研究[J].东北电力学院学报,1998,18(4):76-84.(GONG Jing,JIA Rui-qing.Study of wind load response to thin-walled steel tube transmission tower[J].Journal of Northeast China Institute of Electric Power Engineering,1998,18(4):76-84.(in Chinese)).[4]郭绍宗.国内外输电线铁塔的发展及展望[J].特种结构,1998,15(3):43-46.(GUO Shao-zong.Development and prospects of electric transmission tower both home and abroad[J].Special Structure,1998,15(3):43-46.(in Chinese)).[5]郭惠勇,李正良.大跨越高压输电塔线体系风致振动的研究与进展[J].河海大学学报:自然科学版,2008,36(1):106-111.(GUO Hui-yong,LI Zheng-liang.Advances in wind-induced vibration of long-span high-voltage transmission line system[J].Journal of Hohai University:Natural Sciences,2008,36(1):106-111.(in Chinese)).[6]苏国柱,王永焕,徐海翔,等.异型高耸塔架结构优化设计[J].工业建筑,2005,35(2):57-59.(SU Guo-zhu,WANG Yong-huan,XU Hai-xiang,et al.Structural optimum design of allotype high-tower[J].Industrial Construction,2005,35(2):57-59.(in Chinese)).[7]王藏柱,董桂西.架空输电铁塔形状优化的研究[J].华北电力大学学报,2001,28(2):100-104.(WANG Cang-zhu,DONG Guixi.Investigation on shape optimization of transmission tower[J].Journal of North China Electric Power University,2001,28(2):100-104.(in Chinese)).[8]王坤,梁波.基于遗传算法的输电铁塔结构优化[C]//第十一届全国结构工程会议论文集:第Ⅱ卷.长沙:[s.n.],2002:694-697.[9]NATARAJAN K,SANTHAKUMAR A R.Reliability-based optimization of transmission line towers[J].Computers and Structures,1995,55(3):387-403.[10]VISWESARA R G.Optimum designs for transmission line towers[J].Computers and Structures,1995,57(1):81-92.[11]谢正,李建平,汤泽滢.非线性最优化[M].长沙:国防科技大学出版社,2003.。
大跨桥梁多因素耦合作用疲劳损伤精细诊断与防治关键技术
大跨桥梁多因素耦合作用疲劳损伤精细诊断与防治关键技术大跨桥梁多因素耦合作用疲劳损伤精细诊断与防治关键技术是指在大跨度桥梁结构受力作用下，结构构件出现的疲劳损伤和损坏的原因分析、诊断与防治的关键技术。
疲劳损伤不仅会导致桥梁结构整体稳定性的降低，还会影响桥梁使用寿命，甚至会造成局部损坏，危及行人和车辆安全，因此，对大跨桥梁多因素耦合作用疲劳损伤精细诊断与防治关键技术的研究具有重要的理论意义和现实意义。
一、大跨桥梁结构受力及其疲劳损伤1.1 大跨桥梁结构受力大跨桥梁结构受力时，受力点的位置可能出现很大的差异，桥梁结构的元力学特性也相应地发生变化，使得桥梁结构受力不均匀，受力点的位置变化，也将对桥梁结构的稳定性产生影响，易引发结构构件的损坏。
1.2 大跨桥梁结构疲劳损伤桥梁结构由于荷载的不断变化，结构构件在受力作用下，尤其是结构构件上许多细小的缺陷，就会带来疲劳损伤，从而影响桥梁整体稳定性，并且可能使桥梁结构损坏，造成局部损坏，危及行人和车辆的安全。
二、多因素耦合作用疲劳损伤诊断与防治2.1 疲劳损伤诊断疲劳损伤的诊断是针对大跨桥梁结构疲劳损伤的重要步骤，主要包括：检测桥梁结构中的疲劳损伤、诊断疲劳损伤的原因并确定疲劳损伤的位置、确定疲劳损伤的类型和严重程度、分析疲劳损伤的可能影响因素、制定相应的修复方案等。
2.2 多因素耦合作用疲劳损伤防治多因素耦合作用疲劳损伤的防治主要是针对大跨桥梁疲劳损伤的原因进行整改，根据疲劳损伤的位置、类型及严重程度，采取相应的技术措施，如改善桥梁设计、加固桥梁结构、更换桥梁结构构件等，以确保大跨度桥梁结构的安全使用。
三、大跨桥梁多因素耦合作用疲劳损伤精细诊断与防治关键技术3.1 诊断关键技术大跨桥梁多因素耦合作用疲劳损伤精细诊断的关键技术包括：计算机辅助分析技术、精密检测技术、疲劳损伤模拟技术、数据挖掘技术等。
3.2 防治关键技术大跨桥梁多因素耦合作用疲劳损伤防治关键技术包括：结构加固技术、材料改性技术、保护层技术、复合材料技术等。
大跨度连续刚构桥参数敏感性及结构强健性分析
大跨度连续刚构桥参数敏感性及结构强健性分析
刘涛
【期刊名称】《水科学与工程技术》
【年(卷),期】2010(000)006
【摘要】介绍了大跨度连续刚构桥施工阶段参数敏感性以及桥梁结构设计过程中强健性设计的主要内容与方法,结合工程实例进行分析,以期在实际工程中得到科学的应用.
【总页数】2页(P63-64)
【作者】刘涛
【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津,300142
【正文语种】中文
【中图分类】U448.23
【相关文献】
1.大跨度连续刚构桥施工控制参数敏感性分析 [J], 肖雄;赵雷;黄志霜
2.大跨度预应力混凝土连续刚构桥主梁线形控制参数敏感性分析 [J], 方华兵;田启贤
3.大跨度连续刚构桥参数敏感性分析 [J], 刘龙;吕昊文;刘钊
4.大跨度高墩连续刚构桥黏滞流体阻尼器参数敏感性分析 [J], 路辉
5.大跨度双薄壁墩曲线连续刚构桥参数敏感性分析 [J], 姜洪伟;云利华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
江阴长江大桥钢箱梁疲劳应力特征分析
积 损 伤 度 分 布 特 征 ，建 立 损 伤 度 分 布 模 型 ，计 算 不 同车 道 构 造 细 节 疲 劳 损 伤 度 和 剩 余 寿 命 。研 究 结 果 表 明 ：钢 箱 梁 顶 板 测 点 、
ｕ 肋 与 横 隔板 焊 接 末 端 处 、弧 形 缺 口有 效 截 面 最 小 处 均 以 压 应 力 为 主 ，ｕ 肋 以拉 应 力 为 主 ；应 力 幅 累 积 循 环 次 数 分 布 服 从
为 了准确评 估钢 桥结构 的疲 劳损伤 状态 和剩余 疲 劳寿命 ，需要 保证 用 于 桥 梁构 件 疲 劳 评估 的应 力 谱 十分精 确 。 以往 获取疲 劳应 力谱 的途径 是在调 查
过焊 孔处 、横 隔板 弧 形 缺 口处 已产 生 裂纹 。随着 运 营 时间 的增长 ，钢箱 梁 内会产 生更 多的疲 劳损 伤 ，有 可 能会 发生 导致桥 梁 性 能 退化 的病 害 ，严 重 危 害行
２ 工 程 概 况 江 阴长 江 大 桥 是 北 京 至 上 海 主 干 线 的跨 江 枢
纽 ，大桥 全长 ３ ０７１ １２２，主 桥 为 双 塔 悬 索 桥 结 构 ，主 跨 １ ３８５ ｍ，于 １９９９年建 成通 车 。大 桥 主跨 主 梁采 用带 风嘴 的扁 钢 箱 梁 结 构 ，箱 梁 高 ３ １３２，总 宽 ３７．７
统计 桥 梁上交 通荷 载 基 有必 要 对 江 阴长 江 大 桥疲 劳 损 伤 典 型
车辆交 通荷 载谱 ，从 而实 现 荷 载历 程 的模 拟 和疲 劳 位 置进 行长 期监测 。 应 力谱 的计算 口］。但 交通 荷载 的模拟很 难 准确再 现
摘 要 ：为准 确 评 估 钢 桥 结 构 的 疲 劳 损 伤 状 态 和 剩 余 疲 劳 寿 命 ，以 江 阴 长 江 大 桥 为 背 景 ，对 该 桥 钢 箱 梁疲 劳 裂 纹 产 生 位 置 进
超大跨径斜拉桥钢结构疲劳监测与评估
２ ４ ｍｍ 两 种厚 度 ， 顶 板 设 置 了 ８～１ ０ ｍ ｍ 厚 的Ｕ型
加劲肋 ； 底 板 在 顺 桥 向 不 同 区段 采 用 了 １ ２～ ２ ４ ｍｍ 不 同 的厚 度 ， 并 设 置 了 ６～８ ｍ ｍ 厚 的 ｕ型 加 劲 肋 。 钢 箱 梁 内设 置 了横 隔板 ，其 标 准 间距 为 ４ ０ ０ ｃ ｍ。 非 吊点 处横 隔板 一 般 为 １ ０ ｍｍ厚 ， 拉 索 吊 点处横隔板采用变厚度 ，即外腹板附近为 １ ６ ｍ ｍ 厚、 中 间为 １ ２ ｍｍ厚 。钢箱 梁 内设 置 两 道纵 隔板 ， 除 竖 向支 承 区 、压 重 区 和 索 塔 附 近 梁 段 采 用 实 腹 板式外 ， 余均为桁架式。斜拉索在主梁上的锚 固采 用锚箱式 ， 锚箱安装在 主梁腹板外侧 ， 并与其焊成 体 。 主梁 采 用 Ｑ ３ ７ ０ ｑ Ｄ和 Ｑ ３ ４ ５ ｑ Ｄ钢 材 ， 钢 材 屈 服 强 度 及 其 相 关 容 许 应 力 随 板 厚 变 化 根 据 Ｇ Ｂ ／ １ ＿ ７ １ ４ —２ ０ ０ ０规定 执 行 。 索塔 采 用倒 Ｙ形混 凝 土 塔， 上 塔 柱 为 对 称 单箱 单 室 断 面 ， 壁 厚 在 斜 拉 索 锚 固面为 １ ０ ０ ｃ ｍ， 非锚 固面为 １ ２ ０ ｃ ｍ。 斜 拉 索 在 索 塔 上 的锚 固 ， 第 １ ～３对 直 接锚 固在 上 塔 柱 的混 凝 土底座上 ， 其他采用钢锚箱锚 固。钢锚箱包裹在上 塔 柱 混 凝 土 中 。 钢 锚 箱 采 用 节 段 制 作 ，节 段 长
２ ０ １ ３ 年７ 月第 ７ 期
城 市道 桥 与 防 洪
管理施工 ２ ０ ９
超 大跨 径斜拉桥钢 结构疲 劳监测 与评 估
何 江
（ 中国 中铁七局 集 团第三 工程 有限公 司 ，陕 西咸 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ）
滨海大跨桥梁动力性能提升关键技术及工程应用
“基于大跨斜拉桥非线性振动分析理论设计和分析中朝鸭绿江界河公路大桥的动力特性，有效降低了荷载与主梁以及斜拉索三者共振产生的大幅振动可能性，提高了该桥全寿命期间的动力安全性”；“….建立了混凝土路面的疲劳和耐久性劣化监测平台，实时监控了重点区域路面裂缝开展情况以及冻融循环破坏发展情况，为滨海公路辽河特大桥提供了健康监测平台和安全评价方法，有效的保证了交通运输的安全性”；“….采用复杂风环境一体化模拟技术实现了对滨海桥梁桥址处风环境的准确模拟，全面分析掌握了桥梁结构所受到的风荷载特性（平均风、脉动风、积分尺度和湍流强度等），为滨海公路辽河特大桥动力特性分析提供了准确、高效的风荷载入口条件，最终实现了滨海公路辽河特大桥动力特性分析。
王军，排名第6，沈阳建筑大学设计院副院长，高级工程师，沈阳建筑大学，沈阳建筑大学，本项目在工程上具体应用的详细设计；
刘文解，排名第7，总工程师，高级工程师，中建四局土木工程有限公司，中建四局土木工程有限公司，负责本项目技术创新1和3在工程上总体实施方案以及试验方案制定；
鲁薇薇，排名第8，工程师，辽宁省交通规划设计院有限责任公司，辽宁省交通规划设计院有限责任公司，负责本项目耗能设备相关试验测试；
美国
2012,67(3): 1969-1984.
2012-02
Nonlinear Dynamics
M. H. Wei, Y. Q. Xiao,….
其他有效的知识产权
完成人情况
魏明海，排名第1，副教授，沈阳建筑大学，沈阳建筑大学，总体负责；
邹笃建，排名第2，副教授，哈尔滨工业大学(深圳)，哈尔滨工业大学(深圳)，对创新点2有创造性贡献
哈尔滨工业大学(深圳)对本项目2和3均有创造性贡献，主要是提出了滨海介质侵蚀混凝土结构寿命预测与劣化监测方法，发展了滨海复杂风荷载模拟及风致动力特性识别技术。
河海大学科技成果汇编
河海大学科技成果汇编河海大学科技处目录国家科技进步奖项目 (16)重大水工混凝土结构隐患病害检测与健康诊断研究 (16)紊流模拟技术及其在水利水电工程中的应用 (17)不同水动力条件下污染物输移过程及系统耦合模型研究 (18)润扬长江公路大桥建设关键技术研究 (19)省部级科技进步奖项目 (21)水利与水生态功能复合的河道构建和水质改善技术及应用 (21)沿海地区高速公路软土路基处治成套技术开发及其应用研究 (22)平原河流水动力理论及防洪安全技术创新与实践 (23)淮河防洪体系联合调度关键技术研究及应用 (25)水布垭世界最高面板堆石坝筑坝技术 (26)滨江复杂河网地区水资源保护理论及应用研究 (28)引江济太调水试验关键技术研究 (29)南水北调工程低扬程水泵选型关键技术及应用研究 (31)黄河防洪预报调度与管理（耦合）系统 (32)松散介质地下水库设计理论研究与应用 (34)水布垭高水头放空洞关键技术研究与实践 (35)高墩大跨径弯桥设计与施工技术研究 (36)黄浦江、苏州河水资源综合调度关键技术 (37)乌江流域大型复杂水电站群联合优化调控关键技术及其应用研究 (37)可重配置型双信道遥测网和测报仪器设备应用 (38)浙江省嵊泗海域地下水资源勘查及开发利用评价 (39)承压水降水及土体变形环境控制 (40)大型肘形进水流道泵站泵送混凝土防裂方法和应用研究 (41)加筋土挡墙技术研究 (42)应用于水动风机冷却塔的高效节能水轮机开发研究与应用 (43)水利枢纽信息化系统工程建设的研究与实践 (44)苏通大桥塔梁结构形态测控技术研究 (46)宁杭高速公路岩石高边坡稳定和防护研究 (47)水力增氧水质自净屏 (48)基于WebGIS的全国水文站网信息系统 (49)广州新白云机场航站楼结构综合技术研究与应用 (50)高土石坝应力变形分析理论和应用研究 (51)三峡大坝与葛洲坝区间水环境监测模拟与决策支持系统 (51)语义Web语言及支撑软件技术研究 (53)建筑物整体迁移成套关键技术及其规程 (55)西江洪水预报研究 (56)河南电网广域功角与相量测量系统的研究与应用 (56)广西水环境保护管理信息系统 (57)全级配大坝混凝土动态性能研究 (58)特大桥钢索塔建造中精密测控技术的研究及应用 (59)丁家庄物流基地总体规划及货运交易市场可行性研究 (59)基于供应链战略的江苏沿江港口群发展研究 (61)日照港口经济系统与港口工业布局规划研究 (63)控制工后沉降地基处理技术研究 (64)国际资本外撤的潜在风险测度及其防范措施 (65)势能增氧生态床 (66)江苏省水资源承载能力与配置研究 (67)江苏船闸运调管理体系研究 (68)快速高真空击密法软地基处理方法 (68)高压无线相位检测关键技术的研究 (70)长江江苏段水环境监控预警体系建设研究 (70)金丽温高速公路永嘉鹿城段连拱隧道防水及施工模拟数值研究（超挖监控及稳定性研究） (72)鼓励和支持企业发展自主知识产权名牌产品的政策 (73)公司法 (73)复合型淤泥固化材料 (76)水垫型消除水翅泄水建筑物中墩 (76)负荷分配型消除水翅泄水建筑物中墩 (77)城市水域淤泥的就地脱水方法 (77)调压室教学实验装置 (78)景观型多级阶梯式人工湿地护坡成型方法 (79)农田控制排水自动开启闸门 (79)仿生植物对河流微污染水体的净化方法 (80)基于直流发电机的风力发电系统 (80)双层玻璃热管式聚焦集热管 (81)用于槽镀的铁基二硫化钼复合镀镀液及其制备方法 (82)一种测量渗透系数的柔性壁渗透仪 (82)浮床植物及生物膜复合技术原位净化受污染河水方法 (83)纤维增强塑料网箍钢筋混凝土结构 (83)水锤扬水机演示仪 (84)测试土体流变特性的方法及三轴流变仪 (85)用于刷镀的铁基二硫化钼复合镀镀液及其制备方法 (85)用于电镀和化学镀的加热温控和搅拌设备 (86)地质数码摄影编录仪 (86)十六烷基三甲基溴化胺膨胀土改良剂 (87)悬浮式旋翼水力自动防淤清淤装置 (88)一种桩土互动浆固散体材料桩复合地基施工工法 (88)一种纳米级玻璃纤维棉及其制造工艺和装置 (89)高分辨率水位测量设备 (89)具有远程维护功能的光学坐标仪 (90)土体断裂参数的测试方法及其测试仪 (91)GPS和伪卫星组合定位方法 (91)1/4柱面静水面压测量仪 (92)一种真空预压地基加固区内水位测量装置与方法 (92)新型生态集雨沟 (93)电化学沉积方法修复混凝土裂缝的装置 (94)控制城市面源污染的初期雨水截留系统 (94)模型湿喷桩自动成桩机 (95)一种抗液化排水刚性桩 (95)内填式减压井管 (96)开槽内管涨压式减压井管 (96)翅片式双层玻璃真空集热器 (97)测斜仪智能绕线机 (97)水轮机配水环管排气装置 (98)水电站压力引水钢管焊接结构 (99)水轮机喷嘴吊装支架 (99)浮动式生态护坡基质载体 (100)曲线型掺气坎 (100)一种真空预压地基加固区内水位测量装置 (101)一种差动式掺气挑坎 (101)一种竖向管式格栅加筋碎石桩 (102)波形管式双层玻璃真空集热管 (102)周期循环生物膜法污水处理装置 (103)一种热电效应实验装置 (103)一种平底泄水建筑物的掺气装置 (104)基于直流发电机的风力发电装置 (105)振弦式空心锚杆测力计 (105)无线传感器网络结点微信号输入及接口模块 (106)无基座手持棱镜 (106)一种虹吸校正数字雨量计 (107)电网谐波无线检测仪的电路装置 (107)电源电压控制装置 (108)磨蚀发生器 (108)实体模型表面径流场图像测试的高性能示踪粒子 (109)水工混凝土在荷载作用下的渗透性能测试装置及测试方法 (110)凸形平板闸门门槽 (110)感潮区水沙调控节制闸 (111)无线传感器网络节点双路微信号转换模式 (111)一种测量液体黏度的实验装置 (112)堆场淤泥处理用轻型开口楔快速插板机 (112)便携式现场和室内两用直剪试验仪 (113)钻孔振荡式渗透系数取值试验装置 (114)钻孔振荡式渗透系数取值试验数据采集装置 (114)钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置 (115)钻孔振荡式渗透系数取值试验气压式水头激发装置 (115)自密实混凝土工作性能组合式评价装置 (116)污泥固化/稳定化处理机 (117)多孔混凝土生态囊砌块单元 (117)势能增氧生态床--利用水能治理水环境的工艺 (120)河南电网广域功角与相量测量系统的研究与应用 (120)南京长江水源突发性污染应急水处理技术应用研究 (122)高拱坝设计分析理论与应用研究 (122)高土石坝应力变形分析理论和应用研究 (124)70kwe太阳能塔式发电系统研究与开发 (126)低扬程贯流泵站水力特性研究及其在城市防洪中的应用 (127)水动风机冷却塔 (128)南水北调东线一期江苏受水区农业供水价格研究 (129)声波在SF6等三种流体中的传播机理及应用研究 (130)GFRP筋在公路边坡锚固及砼路面连接中的应用研究 (132)滨江复杂河网地区水资源保护理论及应用研究 (133)路基施工工艺对结构物的影响研究 (135)引江济太调水试验关键技术研究 (136)江苏省多种经济作物需水量试验研究 (136)福建电网负荷在线综合建模研究 (137)江苏资源-环境-经济发展诊断预警及对策研究 (138)水闸混凝土结构裂缝成因和防裂方法及工程应用研究 (140)水利枢纽梯级上下游航道整治技术研究 (141)太湖流域富营养化控制机理研究 (142)黄河多沙粗沙区分布式土壤流失评价预测模型及支持系统研究 (143)黑河调水与近期治理后评价综合研究 (145)大体积混凝土结构裂缝控制技术实用化研究--基于数值分析和工程经验的现代大体积混凝土裂缝控制实用技术 (147)沿海地区高速公路软土路基处治成套技术开发及其应用研究 (149)南水北调工程低扬程水泵选型关键技术及应用研究 (150)南水北调工程征地补偿和移民安置政策制度研究 (151)数字化行程控制陶瓷活塞杆液压缸 (152)水文学院 (155)小浪底水库暴雨致洪预警系统研究 (155)龙盘水电站水文分析及软件开发 (156)石梁河水库、新沭河及连云港市城市洪水风险图开发 (157)龙湖水资源保护及运行方式研究 (157)江苏东源纺织科技有限公司（原江苏东渡纺织集团有限公司织造染色分厂搬迁）织造，染色年产1000吨染色布项目水资源论证报告书 (158)广东省广宁县古兴水电站工程水资源论证报告 (159)广东省广宁县潭布镇带下一站技改扩建工程水资源论证报告 (160)沙溪流域泄流补偿调节效益分析 (161)张家港市凤凰镇水资源综合规划 (162)江阴市水资源综合规划开发研究 (163)辽宁兴城核电项目可研阶段勘察设计PMP与PMF分析计算专题报告 (164)池潭水力发电厂水库汛限水位动态控制研究 (165)沙溪流域泄流补偿调节效益分析系统开发 (167)宁德核电工程可能最大降雨（PMP）分析 (168)南京市龙潭水厂一期工程水资源论证 (169)用于实时洪水预报的新一代降雨径流模型研究—改进新安江模型 (170)农田水利建设对农业生态系统的影响和对策研究 (171)水电学院 (172)宁波市绕城高速（西段）奉化江大桥防洪评价 (172)洪奇沥等四条水道航道整治工程可行性研究 (173)甬江流域洪水复核及城市防洪能力评估 (174)枕箱水道、龙穴南水道航道疏浚工程对伶仃深水航道以西水域影响论证 (175)向莆铁路江西境内沿线主要跨河大桥防洪影响评价 (176)乌东德预可研阶段双曲拱坝抗震研究（补充） (178)溪洛渡水电站拱坝坝基混凝土置换块三维非线性仿真研究 (180)溪洛渡水电站拱坝陡坡坝段结构型式及混凝土温控防裂措施研究 (182)观音岩水电站超大直径坝后压力背管结构布置和应力、应变研究及厂坝结合型式研究 (184)安砂大坝观测资料分析究 (186)水口大坝观测资料分析 (186)凤滩大坝观测资料分析 (187)龙羊峡中立拱坝坝体裂缝成因及大坝安全影响分析 (187)东津大坝观测资料分析 (188)乌东德拱坝预可研阶段抗震研究 (188)核安全级SCB10-1000/6.6干式电力变压器抗震试验 (190)水流粒子成像测试研究系统 (191)乌江索风营电站Dr-2危岩体稳定安全度研究 (192)尼尔基水利枢纽管理区生态环境修复与景观规划 (194)小湾泄洪洞闸门流激振动试验模型开发研究 (196)山西万家寨引黄工程大梁水库大坝抗震安全分析及抗震措施方案研究 (197)XGN2-12Q（Z）电气开关柜8度地震抗震考核试验研究报告 (199)井冈山（仙口）水电站导流洞进口顶板破坏成因分析 (200)南京水利科学研究院水资源科学实验楼主楼施工期沉降观测分析报告 (200)扬子公司清净下水排口改造工程基坑支护设计研究方案 (201)南水北调东线一期工程江苏受水区农业供水价格研究 (203)城市水管理初步框架体系研究 (204)水资产管理技术研究 (205)DVC003RS电加热器核级抗震试验研究报告 (206)EV12s EVOLIS真空断路器抗地震性能试验研究报告 (207)龙滩水电站水平薄弱面对碾压混凝土大坝安全影响计算分析评价 (208)黄河万家寨水利枢纽工程大坝静动力三维有限元分析研究 (210)四川省田湾河仁宗海水库电站堆石坝土工膜应力应变计算及选型研究报告 (212)节水型社会建设投资机制研究 (213)水利部“948”项目实施效益及其对科技进步的影响研究 (214)岷江十里铺水电站库岸滑坡稳定性评价及综合整治方案研究 (214)多沙河流实体模型表面流场、河势测试理论与分析技术研究 (216)碾压混凝土坝安全监控反问题研究 (216)拓扑优化方法及其在高拱坝合理体型研究中的应用 (217)高拱坝早期应力特性和仿真分析及应用研究 (218)河流、海岸动力学及泥沙研究 (218)土木学院 (219)金沙江两家人水电站滑石板顺向岩质边坡稳定性评价专题 (219)碎石料大型三轴试验研究 (220)纳雍水电总厂杉树脚灰场和安乐灰场二期岩溶水文地质专题研究报告 (221)金沙江白鹤滩水电站坝线选择阶段上下坝线双曲拱坝左坝肩三维非线性数值分析 (222)粤赣高速公路重点高边坡施工期安全监控技术开发及信息数据库开发 (223)吸收塔设计、安装与验收规范及相关技术开发研究 (225)矩形截面灌注桩与土的共同作用特性研究 (226)云鹏水电站心墙堆石坝应力变形、动力反应及坝坡稳定分析 (228)毛尔盖砾石土心墙堆石坝静动力三维有限元应力应变分析技术开发 (229)重庆巫溪县孔梁水库诱发地震及其危害性研究报告 (230)新型重载支撑结构开发设计 (231)冶勒沥青混凝土心墙堆石坝静力有限元反演分析与研究 (232)江边水电站首部枢纽拦河坝闸基础二维有限元模性型发及应力变形研究 (233)水力劈裂机理及其计算分析系统开发 (234)长河坝水电站砾石土心墙堆石坝三维静力有限元应力应变研究 (235)泰州大桥跨江主桥地基土物理力学特性试验研究 (236)雅砻江两河口水电站墙堆石坝三维静力有限元分析技术开发 (237)水牛家水电站三维（二维）静，动力有限元计算分析 (238)木格措土质心墙堆石坝静动力三维有限元应力应变计算分析 (239)水牛家水电站心墙材料抗拉试验 (240)双江口水电站心墙堆石坝三维精力有限元分析 (241)硗碛水电站心墙堆石坝坝体及坝基静动力三维有限元计数 (242)金沙江白鹤滩水电站可行性研究阶段玄武岩缓倾角错动带及岩体风化研究 (243)彭水地下电站引水隧洞衬砌结构配筋技术研究 (245)水工非杆系混凝土结构配筋计算原则与牛腿配筋试验研究 (245)三峡水利枢纽右岸电站直埋式蜗壳配筋技术研究 (246)白莲崖水库工程泄洪中孔和闸墩配筋技术研究 (247)北疆电厂挡沙堤沉降及静动力稳定性研究技术开发 (248)超大型群桩基础关键技术研究 (249)长江苏州、南通段500kV过江通道可行性研究——江中基础选型研究报告 (250)长江苏州、南通段500kV过江通道可行性研究——深厚覆盖层超长桩基研究报告 (251)深覆盖层建300m级特高土石坝建坝技术评价 (252)南水北调工程预备费使用建设方案审查项目工作报告 (253)淮河流域防汛调度信息系统应急完善 (254)澜沧江糯扎渡水电站枢纽区高边坡开挖与支护措施研究 (255)堆石料和软土的流变机理与规律 (257)动荷载作用下EPS颗粒混合轻质土的强度及变形特性的试验研究 (257)渗透压作用下裂隙岩体损伤断裂机理和宏微观力学理论研究 (258)超导悬浮的磁通运动机理及其对悬浮动力稳定特性的影响 (259)大型渡槽减隔震耗能技术中共振机理研究 (259)多尺度随机裂隙介质中水流和溶质运移规律模拟研究 (260)基于InSAR/GPS集成的岩石边坡变形稳定探测研究 (261)粗粒土真三轴试验与本构模型研究 (262)复杂条件深埋长岩溶裂隙围岩隧洞涌水动态随机预测方法研究 (262)电气学院 (263)基于油气量与电气量相结合的变压器绕组匝间短路故障在线诊断系统 (263)江苏电网应对电网事故快速减负荷优化配置方案及动态特性研究 (265)电子式三项多功能电能表 (266)利用实时数据自动进行电力网线损理论计算和分析的软件开发 (267)年度负荷典型值概率预报及其应用 (268)宣城供电局图纸管理系统 (269)大型异步电动机早期电气故障研究 (270)环境学院 (271)淮安市截污导流工程里运河低泥污染物释放试验 (271)太湖主要入湖河流武进港及直湖港水污染控制规划研究 (271)昆山市防洪及水资源综合规划 (273)太湖蓝藻水华形成机理及模拟研究 (274)湿地系统氮素的厌氧氨氧化过程效应研究 (275)计信学院 (275)基于GIS高速公路机电设备综合管理与决策系统 (275)人工神经网络Madaline的敏感性研究 (277)南京市防汛指挥系统工程WWW服务及公文传送子系统 (277)南通市防汛水情译电系统软件及传输系统 (278)南京市防汛水情数据维护及传输系统 (279)南通市防汛决策支持系统改建项目 (280)基于主动服务的数据集成平台技术研究 (281)淮安市防汛指挥系统一期工程I、II标段监理项目 (283)关于城市交通新方案“应招巴士”实现技术的研究 (284)宁靖盐高速公路监控系统 (284)沂沭泗实时水情数据库应急改造 (285)跨流域调水管理的复杂适应性与多Agent系统建模及仿真 (286)前向人工神经网络敏感性研究及其应用 (287)水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 (287)通西水域天生港水道水文测验报告 (287)太湖流域水资源综合规划数模研制 (288)南通港如皋港区总体规划 (290)水稻节水灌溉模式与稻田甲烷排放变化关系及其机理研究 (291)基于CAS范式的流域水资源系统管理研究 (292)中美“电子政务”研究特别合作项目：水文信息及水资源政策的合作与构建 (292)洪水淹没区域土壤释磷机制及污染风险研究 (293)科学研究院 (294)水资源承载能力评价方法及其应用研究 (294)金丽温高速公路永嘉鹿城段连拱隧道工程地质问题研究 (295)仙人大港枢纽基坑开挖及支护方案研究 (297)南京城市快速内环东线九华山大跨度双连拱隧道防排水技术研究 (297)大型水利工程对重要生物资源不利影响的补偿途径 (299)河西走廊盆地地表水-基岩裂隙水与地下水转换关系研究 (299)交通学院 (300)上海临港海洋工程破堤施工设计波浪要素计算 (300)龙沐湾国际度假城涉水工程规划及工可研究阶段前期研究项目列项建议书 (301)邵伯船闸上游河段定床模型试验研究 (302)福建南日岩下海堤除险加固工程波浪数学模型开发研究 (302)纬七路东进建设工程秦淮河大桥洪水壅高数值模拟 (304)上海城市环境项目——长江口青草沙水库盐度预报数学模型开发研究 (305)江都水利枢纽第三抽水站出水流道地质雷达检测报告 (306)浙江环太湖大堤加固工程波浪模型试验 (307)河口海域近底泥沙运动机理研究 (307)长江流域调水等工程对河口环境的影响及对策 (308)波浪力计算的高效高精度间断有限元方法研究 (309)波浪辐射应力垂向变化对波流相互作用流速剖面的影响 (309)商学院 (310)加入WTO水利科技知识产权管理研究 (310)南水北调工程建设项目管理网络控制系统建设 (311)广西防汛抗旱规范化管理研究 (312)浙江丽水水电产业竞争力研究 (314)浙江省农村水利现代化科学内涵及评价指标体系研究 (315)海河水利委员会人才发展战略 (316)创新型企业的评价指标体系研究 (317)倡导资源节约型社会建设问题的研究 (318)西北地区生态经济系统预警管理研究 (319)峨眉山--乐山大佛世界遗产保护的管理协调机制研究 (320)江苏实施“知识外包”战略的路径选择及其可行性研究 (321)广东省水库移民管理人才发展战略研究 (323)苏州工业园区知识产权战略实施行动方案 (324)江苏创新要素向企业集聚的路径研究 (326)水利水电工程监理规范化管理研究 (326)大型工程建设管理理论与实践创新研究 (327)加快江苏省中介组织发展的思路和举措 (328)水利水电工程监理作业指导书研究 (329)南京市自来水总公司龙潭水厂工程长江岸坡稳定分析报告 (330)政府采购扶持自主创新政策操作规程研究 (330)南京化工园西坝港区二期工程散货及通用码头岸坡稳定性分析报告 (332)城市自主名牌创新能力评价指标体系研究 (332)南京华能南方股份江宁滨江开发区物流基地码头工程岸坡稳定分析 (333)湖西大堤加固结构及施工方案优化研究 (334)水利建设与生态环境保护关系问题研究 (334)法学院 (336)《南京市长江岸线开发利用管理条例》立法研究 (336)突发公共事件行政应对措施法律问题研究 (337)《新疆维吾尔自治区节水用水管理条例》立法研究 (337)江苏法律援助机制与工作研究 (339)公管院 (341)小浪底工程移民实践 (341)南京市秦淮河整治利用亚行贷款项目（城建集团部分）移民安置计划 (341)湖南电力发展项目移民安置后评估 (342)世行碳减排项目移民安置后评估 (343)五强溪水库沅陵县移民后期扶持总体规划 (343)小浪底典型村移民安置评价 (344)小浪底移民项目 (345)体育系 (346)中国青年体质健康概况研究及中国青年体育锻炼状况研究 (346)常州校区 (348)基于“物联网”的危险品在途运输安全实时监控系统 (348)基于“物联网”的智能仓储管理系统 (349)大功率LED照明灯 (350)铁路信号灯电源电子变换器 (351)计算机视觉智能在线检测系统 (352)电力线载波遥控开关 (352)4D动感电影控制系统 (353)动力蓄电池组均衡保护器 (353)多功能超声波测量仪 (354)无功补偿智能复合开关 (354)悬挂式聚焦自动跟踪太阳能热水器 (355)家用防漏水保险阀 (356)分布式商业数据调查取样系统 (356)电机节电控制器 (357)热释电红外定时开关控制器 (358)智能人体康复综合训练仪 (358)集中循环式六氟化硫气体浓度的超声波检测系统及方法 (359)一种水处理声反应器的频率效应研究装置 (359)钛合金表面处理技术 (360)矩形环缝自动焊专用设备与相关技术 (361)河湖航道疏浚装备与疏浚技术开发平台 (362)太阳光线精确跟踪技术 (363)晶体硅电池片自动串焊机技术方案 (364)RTU无线远程监控器设计 (364)Weeg-Ex1 PSU防爆电源、Weeg-GM DTU燃气数据采集器设计 (365)燃油助力摩托车设计 (365)接触电阻测量系统 (366)国家科技进步奖项目重大水工混凝土结构隐患病害检测与健康诊断研究所获奖项：2007年度国家科学技术进步二等奖学科分类：水利工程完成人：吴中如顾冲时方永浩陈建生郑东健宋汉周江泉汪在芹苏怀智郭海庆完成单位：中国水利水电科学研究院水利部中国农业科学院农田灌溉研究所河海大学武汉大学简介：为了开发利用水资源和水能资源，我国共建8.4万多座堤坝，在国民经济中已产生了巨大的社会经济效益，是我国的重要基础设施。
基于实测的苏通大桥疲劳寿命评估
基于实测的苏通大桥疲劳寿命评估
曹硕;张启伟
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2011(027)002
【摘要】通过分析苏通大桥钢箱梁疲劳关键部位的实测应变时程,研究了其在正常运营阶段的应力谱的特征和疲劳状况预测.由测得的应力时程可知,绝大部分时刻的应变值都在40με以内,但重车过桥时的瞬时应变值可达120με,远大于一般车辆.由应力谱分析可知,苏通大桥钢箱梁顶板及索梁钢锚箱处应力水平较高.由名义应力法计算可知,苏通大桥钢箱梁疲劳寿命最短的部位为顶板与U肋焊缝,为188年.以目前的交通量和结构状况,苏通大桥不会发生疲劳破坏.
【总页数】6页(P84-89)
【作者】曹硕;张启伟
【作者单位】同济大学桥梁工程系,上海,200092;同济大学桥梁工程系,上
海,200092
【正文语种】中文
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211151975_大跨度建筑钢结构节点可靠性评估研究
0 引言在经济发展背景下，我国的建筑技术不断升级，建筑工程的数量也在飞速增长，为了提升建筑结构的稳定性，各个工程开始使用钢结构完成建筑构件的拼接。
建筑钢结构指的是由钢材料组成的建筑结构[1-2]，包括建筑搭设钢板，建筑支撑钢梁，建筑组合桁架等，建筑钢结构的性能良好[3]，可靠性较高，为了增加其使用年限，在安装建筑钢结构时往往对其进行防锈处理，包括镀锌、水洗烘干等工艺。
受钢结构的特殊性能影响，其各个节点主要使用螺栓、焊缝等进行连接，这些特殊的连接方式易受连接年限、钢结构环境等影响，导致钢结构的节点可靠性降低，影响建筑结构的稳定性。
因此，需要对建筑钢结构节点的可靠性进行有效分析。
当前针对钢结构节点可靠性的研究已经取得了一定的进展，例如文献[4]提出了基于节点耦合技术的可靠性评估方法。
根据节点耦合技术模拟接触行为建立其有限元模型并进行强度分析。
根据应力－强度干涉理论建立极限状态函数，采用拉丁超立方抽样方法对节点进行可靠性评估。
如文献[5]提出了基于极限承载力的可靠性评估方法。
通过调节耳板组件的前后位移调整建筑空间结构表面的平整度，复杂建筑空间结构节点连接抗力与极限承载力对于节点可靠性进行了评估，得到相关的评估结果。
文献[6]提出了基于BIN 技术的可靠性评估方法。
运用BIM 技术建立合理的建筑钢结构的功能函数用于描述极限状态，以极限状态方程为约束条件构建大型钢结构建筑节点可靠性分析约束优化模型，使用模拟退火算法对该模型进行求解，得到相关的可靠性评估结果。
大跨度建筑指的是跨度超过30m 的建筑，为了满足建筑的跨度要求大部分大跨度建筑都使用了建筑钢结构代替原本的混凝土结构。
随着时间的增长，很多建筑逐渐老化，损坏严重，不仅导致其建筑结构无法正常使用，还存在严重的安全隐患。
事实上，在建筑钢结构设计过程中，往往会统一计算钢结构荷载，设置荷载条件，随着时间的推移，现有的建筑整体与当初设置的荷载条件难以匹配，从而导致了建筑可靠性低下。
推荐项目公示材料(进步奖)
2019年高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）推荐项目公示材料（进步奖）项目名称：大跨度钢桥抗疲劳性能提升与安全运营关键技术及应用推荐类别：科技进步奖推荐单位：河海大学项目简介：我国的大跨钢桥建设规模已居世界之首。
随着国家钢桥推广应用力度的加大，钢桥数量将进一步大幅增长。
随着服役时间增长，大跨钢桥的疲劳问题日益凸显。
由于疲劳裂纹萌生和发展的隐蔽性，引发的破坏突发，一直是威胁钢桥整体结构安全的重要因素之一。
我国钢桥建设起步晚，运营环境差异大，大跨钢桥疲劳方面长期存在着“寿命预测不准”、“检测效率不高”和“维护效果不佳”等瓶颈问题。
针对我国桥梁可持续发展的迫切需求，项目组开展了10余年的研究和实践，在基础理论、关键技术和核心装备三大方面取得重大突破，主要创新如下：（1）针对疲劳损伤受多种荷载/环境场影响、难以科学反演灾变机理和预测剩余寿命的问题，基于长期监测，建立了风、温度、锈蚀等分布模型的数值复现技术，创建了多场/多相一致加载及耦合疲劳损伤的多尺度正演理论与方法，实现了耦合疲劳评估。
针对疲劳试验能耗高、周期长等瓶颈问题，发明了高效、多功能的疲劳试验及控制系统，实现了短时间内开展大批量构件疲劳试验。
（2）提出了适用于我国大跨钢桥疲劳评估的车辆荷载模型，建立了疲劳损伤重点部位预测方法,针对大跨钢桥检测效率低等瓶颈，提出了分级快速检测技术和养护信息化管理体系。
基于重点部位判断，建立了常规全面覆盖检测和精确定量检测分级检测技术。
研发了基于超声的隐性裂纹三维尺寸定量识别技术，实现了裂纹特征的三维复现。
（3）针对疲劳损伤维修效果不佳的瓶颈问题，提出了精细化打孔技术，完善打孔技术理论与设备；研发了无损的气动冲击维修新技术和设备，提升维修效率，并实现大面积快速维修。
针对损伤修复“亡羊补牢”模式的弊端，提出大跨钢桥疲劳预防性养护理念，并将打磨、锤击、角撑技术应用于大跨钢桥预防性养护，构建了预防性养护的成套体系。
已发表学术论文108篇，其中SCI 40篇，获授权发明专利24项，其中1项国际PCT专利（日本、美国、澳大利亚、欧洲授权）。
泰州大桥钢箱梁疲劳损伤评估及试验研究
泰州大桥钢箱梁疲劳损伤评估及试验研究吉林;孔祥明;蒋波;袁周致远【摘要】通过三维仿真模型进行泰州大桥全桥动力响应分析,确定主梁最不利疲劳损伤截面.针对最不利截面的顶板与U肋连接细节进行疲劳应力测试,分析其疲劳损伤特征,并开展疲劳试验,采用名义应力法评价该细节疲劳强度.研究表明:泰州大桥钢箱梁跨中截面为疲劳损伤不利截面.在目前的交通流量下,跨中截面顶板与U肋焊缝处顶板测点的最大应力幅值远低于BS5400规范推荐的疲劳极限值.泰州大桥顶板与U肋构造细节的疲劳强度满足规范的规定要求.【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)008【总页数】6页(P1-5,62)【关键词】桥梁工程;钢箱梁;顶板与U肋;疲劳截面;应变时程;疲劳强度【作者】吉林;孔祥明;蒋波;袁周致远【作者单位】江苏泰州大桥有限公司,江苏泰州225321;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;江苏泰州大桥有限公司,江苏泰州225321;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】U441+.40 引言由于钢箱梁的构造特点，其疲劳损伤难以避免。
疲劳损伤作为钢箱梁的主要病害之一，直接影响着结构的受力和安全，甚至导致桥梁倒塌事故。
钢箱梁疲劳开裂机理相对复杂，且初期不易察觉，一旦开裂将带来严重后果。
目前国内对钢箱梁疲劳问题的理论研究滞后于工程实践，钢箱梁疲劳损伤是我国在役缆索承重桥梁安全运营面临的核心难题之一[1-2]。
根据大量实桥车辆荷载统计情况分析发现，重载和超载现象突出，钢桥面板经常处于超负荷运行状态，且铺装层的损坏也会加剧钢箱梁桥疲劳[3-4]。
日本学者研究发现，钢箱梁出现疲劳裂纹几率较大的部位是各构件交叉部位，其中U肋与顶板焊接连接部位占疲劳裂纹总发现数达9.7%之多[5]。
近年来，国内学者针对钢箱梁顶板与U肋连接构造细节开展了一系列相关研究。
曹宝雅等[6]通过有限元数值模拟顶板-纵肋焊接细节，重点分析了板件厚度变化对焊接残余应力的影响规律。
大跨度连续梁桥地震反应谱一致激励分析
大跨度连续梁桥地震反应谱一致激励分析王文野【摘要】近年来,地震多发给我国人民生命和财产带来严重威胁.桥梁结构是道路交通系统的重要结构,是交通运输系统的枢纽工程.桥梁结构的破坏,不仅会直接导致较大的经济损失,而且还会影响灾后重建和生产恢复等工作.本文以六库怒江大桥为研究背景,采用有限元软件MIDAS/CIVIL,建立三跨混凝土连续梁桥有限元模型,进行反应谱一致激励.经过分析得出:在进行大跨度连续梁桥梁的反应谱分析时,应考虑多维地震动输入.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】3页(P115-117)【关键词】有限元模型;反应谱一致激励;大跨度桥梁;多维地震动输入【作者】王文野【作者单位】辽宁铁道职业技术学院,辽宁锦州 121000【正文语种】中文【中图分类】U442.55桥梁结构是交通工程的生命线，是公路、铁路运输的关键设施。
地震后，桥梁结构一旦被破坏，就会产生严重后果，且修复困难、周期长、费用大。
因此，提高桥梁的抵御能力尤为重要。
但是，由于理论和技术上的缺陷，大跨度桥梁的抗震设计还存在许多不足。
因此，进行相对系统且全面的针对大跨度桥梁结构的抗震设计研究是极为必要的。
为了保证大跨度桥梁的正常使用，其必须要符合“小震不坏，中震可修，大震不倒”的要求。
1 反应谱法反应谱法是当今结构抗震设计中使用比较广泛的分析方法。
反应谱法从地震动出发，然后对结构体系的最大地震响应进行求解，同时将地面运动与结构体系的动力特性考虑进来，相对静力法进步了很多。
反应谱法是在具有不同的固有频率的结构单个质点体系在某个特定的阻尼比的情况下输入不同的地面运动之后得到其相应的速度、位移以及加速度的最大的包络曲线。
2 工程概况本文以六库怒江桥为工程背景，此桥为大跨度预应力混凝土连续箱梁。
采用3跨变截面箱形梁，分跨为85m+154m+85m，箱梁为单箱单室截面，箱宽5.0m，两侧各挑出伸臂2.5m。
支点处梁高8.5m，合跨度的1/18；跨中梁高2.8m，合跨度的1/55；全桥仅在#0块内设置2道横隔板。
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【推荐单位】河海大学
【项目简介】
我国大跨钢桥的存量和建设规模已居世界之首。近年来国家加大了对钢桥的推广，其数 量将进一步大幅增长。作为交通线路的关键节点，大跨钢桥长期助推着国家和地方的经济发 展；随着服役时间增长，在复杂环境和交通荷载的耦合作用下，大跨钢桥的疲劳问题日益凸 显。由于疲劳裂纹的萌生和发展具隐蔽性，且由其引发的破坏具突发性，因此疲劳问题严重 威胁着钢桥的安全。然而，由于我国钢桥建设起步晚，运营环境差异大，重载多，在大跨钢 桥疲劳方面长期存在着“寿命预测不准”、“检测效率不高”和“维护效果不佳”等瓶颈问题。针 对我国桥梁可持续发展需求，项目组通过多年的研究和实践，在基础理论、关键技术和核心 装备三大方面取得突破，主要创新如下：
综上所述，项目技术创新成果在大跨度钢桥抗疲劳性能提升与安全运营方面发挥了重大 作用，有效提升了大跨钢桥抗疲劳性能，延长桥梁疲劳寿命，节约了大桥运营养护成本，同 时也推动了技术的进步和行业的发展。
【曾获科技奖励情况】
无
【主要知识产权证明目录】
知识产权 类别
知识产权具体名称
国家 （地区）
授权号
授权日期
发明人
专利
头装置
中国
袁周致远，吉伯海， 201510134878.9 2017.4.12 谢曙辉，傅中秋
计算机软 随机车辆荷载生成系统软
件著作权
件
计算机软 钢桥疲劳裂纹扩展与寿命
件著作权
评估软件
中国 中国
2016SR137399
2016.1.28
郭彤，刘中祥，刘 杰，柴舜
2016SR391185
2016.10.28
【主要完成单位及创新推广贡献】
河海大学：主持本项目的研究，对创新点 1、2、3 均有突出贡献，推动了钢桥疲劳全寿命周 期的养护技术在一批国内重点工程中的应用和行业的技术进步。 东南大学：本项目的主要参与单位，对创新点 1 有主要贡献，对创新点 2、3 有贡献，推动了 疲劳评估技术的应用，参与编制了行业标准。 江苏扬子大桥股份有限公司：本项目的主要合作参与单位，对创新点 1、2、3 有贡献，推动 了大跨度钢桥检测和维修新技术在江阴大桥上的应用。 江苏省交通运输厅工程质量监督局：本项目的主要合作参与单位，对创新点 2、3 有贡献，推 动了大跨度钢桥养护技术的规范化和标准化进程，主持编制了江苏省地方标准。 江苏泰州大桥有限公司：项目的参与单位，对创新点 3 有贡献，发展了大跨钢桥疲劳损伤主 动养护理念，推动了预防性养护技术在大跨钢桥中的应用。
授权发明 专利
电磁式多轴疲劳试验机
授权发明 一种超声波探头检测移动
专利
装置
授权发明 一种钢桥疲劳裂纹锤击闭
专利
合修复方法
授权发明 一种钢桥疲劳裂纹锤击闭
专利
合技术应用方法
日本 美国 中国 中国
中国
中国
6343098 US10018544 201510379770.6
2018.6.14 2018.7.10 2017.7.18
1、建立了多荷载/环境场耦合作用下钢桥疲劳评估理论与方法 基于长期监测，提出了适用于中国大跨及特大跨钢桥疲劳评估的车辆荷载模型，建立了 风、温度和锈蚀环境的区间分布模型测定方法及数值复现技术。创建了多场/多相一致加载及 耦合疲劳损伤的多尺度正演理论与方法，突破了多场/多相一致加载的困难，刻画了复合型裂 纹尖端渐进场及其在随机因素下的演化。 2、研发了钢桥疲劳特征高效试验系统及复杂隐性裂纹检测技术 基于偏心振动原理和模块化设计思路，发明了高效、可组装的疲劳试验及控制系统，大 幅节约试验成本，摆脱了对液压伺服系统的长期依赖。研发了基于超声的隐性裂纹三维尺寸 定量识别技术，实现了裂纹特征的三维复现；提出了分级检测技术，并构建了大跨钢桥养护 信息化管理体系，实现了大桥智能化管养的顶层设计。 3、研发了钢桥疲劳预防性养护及损伤修复系列技术与专用设备 提出了精细化打孔技术，完善打孔技术理论，提升止裂效果；研发了气动冲击维修新技 术和设备，实现大面积快速维修，提升维修效率，降低维修成本。提出大跨钢桥疲劳预防性 养护理念，构建了包含时机判定、养护技术及工艺参数的成套体系，并将打磨、锤击、角撑 技术应用于大跨钢桥预防性养护，大幅降低疲劳损伤累积。 已发表学术论文 97 篇，其中 SCI 36 篇，获授权发明专利 33 项，其中国际 PCT 专利 2 项（日本、美国）。出版专著和教材各 1 部，编写标准 2 部。成果在江阴大桥、泰州大桥等工 程中应用，社会效益和经济效益显著。
吉伯海，谢发祥， 陈林，傅中秋
吉伯海，袁周致远，
201410129430.3 2016.8.17
傅中秋，程苗
201410147070.X
2016.8.24
吉伯海，袁周致远， 傅中秋，李坤坤，
杨沐野
吉伯海，袁周致远，
201410147059.3 2016.6.08
傅中秋，程苗
授权发明 基于概率有限元法的钢桥
【推广应用情况】
本项目技术成果在江苏扬子大桥股份有限公司、江苏泰州大桥有限公司、江苏高速公路 工程养护技术有限公司、中铁大桥（南京）桥隧诊治有限公司等多家单位得到成功应用，覆 盖省内外大跨钢桥等国家重点工程，涉及悬索桥、斜拉桥、桁架桥等多种桥型。典型案例包 括江阴大桥、泰州大桥、润扬大桥、乌江特大桥等重点工程。相关技术研究成果被纳入正在 编制的国家行业标准，所建立的大跨钢桥全寿命周期疲劳维护技术体系被纳入江苏省地方标 准并得到广泛应用。
中国 中国 中国
傅中秋，朱伟，吉
201410355547.3 2017.1.11
伯海，袁周致远
201510601142.8 2017.9.26
傅中秋, 吉伯海, 谢曙辉, 王益逊,
袁周致远
傅中秋，吉伯海， 201610412408.9 2018.4.20 王秋东，袁周致远
授权发明 一种便携式磁粉探伤机探
专利
疲劳可靠度评估方法
中国 201110232789.X 2014.1.22
郭彤，陈宇文
授权发明 一种钢桥细节疲劳裂纹扩
专利
展评估方法
中国 201610369649.X 2018.2.6
郭彤，刘中祥
授权发明 专利
多轴疲劳试验机
授权发明 一种传动转臂疲劳试验机
专利
授权发明 实桥焊缝扫描仪及其扫描
专利
方法