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第1章 绪论 1

1.1斜拉桥的建设现状和结构特点 3

1.1.1斜拉桥的建设现状 3

1.1.2斜拉桥的结构特点 4

1.1.3斜拉索的服役现状 7

1.1.4斜拉索的力学性能与疲劳性能 12

1.1.5斜拉索的检测、监测及维修 13

1.2大跨桥梁损伤的主要原因 15

1.2.1车辆荷载 16

1.2.2温度 16

1.2.3风荷载 16

1.2.4地震 17

1.2.5缆索的振动与风振 17

1.2.6环境腐蚀 17

1.3桥梁结构健康监测系统的研究与应用 17

1.3.1结构健康监测发展概述 17

1.3.2桥梁结构健康监测系统的研究与应用 20

1.3.3国内桥梁结构健康监测系统的研究与应用 21

1.4结构可靠度及安全评定研究 21

1.4.1结构可靠度基本理论与方法 22

1.4.2可靠度敏感性分析 24

1.4.3结构安全评定理论与方法 25

1.5桥梁结构全寿命设计研究 25

1.5.1桥梁结构全寿命设计研究的背景与意义 26

1.5.2桥梁结构全寿命设计研究现状 27

参考文献 28

第2章 结构可靠度及随机变量敏感性分析 34

2.1引言 34

2.2结构可靠指标的优化模型 34

2.2.1可靠指标的优化模型 35

2.2.2非正态随机变量当量正态化 36

2.3粒子群优化算法 37

2.4随机变量敏感性分析 39

2.4.1基于梯度的敏感性分析 39

2.4.2基于PSO算法的敏感性分析 40

2.5极限状态方程重构 47

2.5.1代理模型 48

2.5.2试验设计 52

2.5.3精度比较 52

2.6结构可靠度数值模拟 54

2.6.1Monte Carlo方法 55

2.6.2重要抽样 56

2.6.3重要抽样结合代理模型 57

2.7小结 59

参考文献 60

第3章 基于健康监测的桥梁车辆荷载及斜拉索荷载效应分析 64

3.1引言 64

3.2山东滨州黄河公路大桥简介 64

3.3桥梁车辆荷载模型 65

3.3.1车辆荷载概率分布 65

3.3.2车辆荷载极值分布 68

3.4桥梁车辆疲劳荷载模型 70

3.4.1车辆疲劳荷载谱 70

3.4.2车流量预测的Logistic模型 72

3.5平行钢丝智能拉索 74

3.5.1光纤Bragg光栅传感原理 74

3.5.2FRP-OFBG筋 75

3.5.3平行钢丝智能拉索 75

3.6拉索车辆活荷载效应 76

3.6.1智能拉索布设方案 76

3.6.2活荷载效应分析 77

3.6.3活荷载效应概率分布 79

3.6.4活荷载效应极值分布 81

3.6.5活荷载效应更新方法 84

3.7拉索疲劳荷载效应 86

3.7.1数据提取 87

3.7.2等效疲劳荷载幅 89

3.7.3拉索疲劳累积损伤 89

3.8小结 93

参考文献 94

第4章 腐蚀斜拉索承载力与疲劳性能退化 97

4.1引言 97

4.2国内某斜拉桥拉索检测结果分析 97

4.2.1齿板检测 97

4.2.2主梁锚头检测 98

4.2.3索塔锚头检测 98

4.2.4拉索PE防护层检测 98

4.3旧索腐蚀试验与评定 100

4.3.1均匀腐蚀 100

4.3.2局部点蚀 102

4.4腐蚀拉索强度试验与分析 104

4.4.1腐蚀钢丝本构关系试验与分析 104

4.4.2拉伸断口分析 106

4.4.3钢丝反复弯曲性能试验与分析 106

4.4.4拉索本构关系 106

4.5腐蚀拉索剩余疲劳寿命评定 109

4.5.1腐蚀钢丝疲劳性能试验 109

4.5.2腐蚀拉索疲劳性能试验 112

4.6小结 117

参考文献 118

第5章 平行钢丝斜拉索安全评定 120

5.1引言 120

5.2平行钢丝拉索强度评定 120

5.2.1钢丝强度 120

5.2.2斜拉索强度 123

5.2.3斜拉索承载力可靠度 127

5.3平行钢丝斜拉索疲劳寿命评定 130

5.3.1钢丝疲劳寿命 130

5.3.2斜拉索疲劳寿命 132

5.3.3斜拉索疲劳寿命参数分析 133

5.3.4拉索S-N曲线模拟 138

5.3.5斜拉索疲劳累积损伤 141

5.4斜拉索疲劳可靠度 141

5.5小结 144

参考文献 145

第6章 桥梁结构全寿命设计方法 148

6.1引言 148

6.2桥梁结构全寿命经济分析与模型 149

6.2.1全寿命成本组成 149

6.2.2全寿命经济模型 150

6.2.3资金的时间价值 151

6.3斜拉索全寿命设计 151

6.3.1疲劳可靠指标退化模型 151

6.3.2拉索全寿命分析 152

6.3.3拉索全寿命设计实例 153

6.4基于事件树模型的桥梁结构全寿命分析 156

6.4.1检测及其成本 156

6.4.2维修及其成本 158

6.4.3事件树模型 159

6.4.4计算实例 160

6.5基于Markov决策过程的全寿命分析模型 169

6.5.1MDP基本原理 170

6.5.2基于MDP的全寿命分析模型 173

6.6小结 179

参考文献 180