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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