鉚接鋼橋剩余壽命與使用安全評估編輯推薦

全書共分為7章。第1章簡要回顧了既有鋼橋疲勞壽命評估研究的現(xiàn)狀。第2章針對我國公路9鐵路橋梁設計規(guī)范尚未對交通荷載譜模擬作出規(guī)定的不足，在現(xiàn)場交通觀測和應力譜實測基礎上，運用Monte—Carlo模擬技術(shù)，實現(xiàn)了公路與鐵路橋梁交通荷載譜和應力譜的模擬；并在合理確定鉚接細節(jié)疲勞強度基礎上，按線性Miner累積損傷準則，對鉚接鋼橋疲勞壽命進行了估算，由此確定鉚接構(gòu)件的檢測優(yōu)先級。第3章提出了基于斷裂力學評估鉚接鋼橋剩余壽命與使用安全的基本方法，根據(jù)鉚接構(gòu)件的疲勞破壞特征，建立了鉚接鋼橋簡化CCT和DECT模型；鑒于簡化斷裂分析模型的不足，建立了鉚接構(gòu)件斷裂分析模型，構(gòu)件模型可合理計入鉚接構(gòu)造、釘載等對疲勞裂紋擴展的影響；并運用板殼斷裂力學有限元程序，經(jīng)計算回歸得到了鉚接構(gòu)件斷裂分析模型的幾何修正因子公式。第4章建立了反映鉚接鋼橋疲勞破壞機理的脆斷和韌斷概率失效模型，給出了用于疲勞可靠性分析的極限狀態(tài)方程，并合理確定了隨機變量的參數(shù)取值；建立了鉚接鋼橋構(gòu)件單角鋼概率疲勞破壞模型，并首次提出了鉚接鋼橋構(gòu)件雙角鋼概率疲勞破壞模型，基于Monte—Carlo算法實現(xiàn)了鉚接鋼橋構(gòu)件單角鋼、雙角鋼疲勞斷裂失效概率的計算，編制了相應的概率斷裂分析程序SAPFF，DAPFF；提出了鉚接鋼橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞斷裂可靠性分析模型，建立了Monte—Carlo法計算鉚接鋼橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞斷裂失效概率的基本流程，并編制了用于鉚接鋼橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概率斷裂分析的大型程序RBSPFF。第5章和第6章將鉚接鋼橋確定性與概率性評估方法應用于既有公路與鐵路鉚接桁架橋剩余壽命與使用安全評估，合理確定了檢測間隔。第7章對本書在理論方法與實際工程應用方面的主要成果進行了總結(jié)，并對進一步的研究工作提出了建議。

本書對既有鉚接鋼橋疲勞剩余壽命與使用安全評估這一極富挑戰(zhàn)性的研究課題從理論到實踐進行了系統(tǒng)深入的探索。針對鉚接結(jié)構(gòu)多破壞模式和鉚接多成分、多構(gòu)件的疲勞失效特點，提出了基于斷裂力學和概率斷裂力學的既有鉚接鋼橋確定性與概率性評估理論和方法體系。

運用Monte—carlo模擬技術(shù)，實現(xiàn)了公路與鐵路橋梁交通荷載譜和應力譜的模擬。提出了基于斷裂力學評估鉚接鋼橋剩余壽命與使用安全的基本方法與評估模型。在建立鉚接鋼橋構(gòu)件單角鋼和雙角鋼概率疲勞破壞模型的基礎上，提出了鉚接鋼橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞斷裂可靠性分析模型，運用Monte—carlo算法實現(xiàn)了鉚接鋼橋構(gòu)件與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞斷裂失效概率的計算。將評估理論與方法推廣應用于工程實踐，為橋梁維護決策提供了可靠的科學依據(jù)。

本書是一本鋼橋疲勞斷裂領(lǐng)域的研究專著，可供從事本專業(yè)的教學、科研和工程技術(shù)人員參考使用。

出版說明

前言

第1章緒論

1.1引言

1.2鋼橋疲勞問題研究的歷史與現(xiàn)狀

1.3鋼橋剩余壽命與使用安全評估方法

1.3.1傳統(tǒng)疲勞分析方法

1.3.2斷裂力學方法

1.3.3疲勞可靠性方法

1.4本章小結(jié)

第2章疲勞荷載譜模擬與疲勞壽命評估

2.1公路橋梁荷載譜與應力譜模擬

2.1.1外白渡橋簡介

2.1.2交通荷載觀測及統(tǒng)計分析

2.1.3Monte—Carlo方法模擬車流

2.1.4應力歷程與應力譜模擬

2.2鐵路橋梁荷載譜與應力譜模擬

2.2.1鐵路橋運輸狀況調(diào)查

2.2.2荷載譜模擬與應力譜模擬

2.3鉚接鋼橋疲勞壽命估算

2.3.1鉚接鋼橋疲勞強度

2.3.2疲勞累積損傷

2.3.3外白渡橋疲勞壽命估算

2.4本章小結(jié)

第3章基于斷裂力學的剩余壽命與使用安全評估

3.1基于斷裂力學評估的基本原理

3.1.1宏觀裂紋的基本形式

3.1.2裂紋尖端應力場

3.1.3線彈性斷裂力學及K準則

3.1.4彈塑性斷裂力學及J準則

3.1.5疲勞裂紋擴展速度

3.1.6裂斂擴展壽命估算方法

3.1.7初始裂紋尺寸

3.1.8臨界裂紋尺寸的確定方法

3.1.9裂紋增長模擬

3.2斷裂力學的有限元法

3.2.1有限元單元類型選取

3.2.2裂紋尖端有限元單元類型

3.2.3計算J積分的有限元方法

3.2.4程序?qū)崿F(xiàn)

3.3鉚接鋼橋斷裂力學分析模型

3.3.1識別臨界構(gòu)件

3.3.2斷裂力學分析模型的建立

3.3.3材料性能指標

3.3.4初始裂紋

3.3.5臨界裂紋大小的確定

3.3.6剩余壽命計算

3.3.7探測間隔

3.4簡化斷裂力學分析模型在外白渡橋剩余壽命評估中的應用

3.5本章小結(jié)

第4章基于概率斷裂力學的剩余壽命與使用安全評估

4.1問題的提出

4.2構(gòu)件疲勞可靠性

4.2.1疲勞累積損傷模型

4.2.2剩余強度模型

4.2.3疲勞壽命模型

4.3結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞可靠性分析

4.3.1結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞可靠性研究現(xiàn)狀

4.3.2結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞可靠性分析模型

4.4鋼橋結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析

4.4.1鋼橋疲勞可靠性研究回顧

4.4.2鋼橋疲勞可靠性分析方法

4.5鉚接鋼橋構(gòu)件概率斷裂力學分析模型

4.5.1鉚接構(gòu)件概率斷裂力學模型

4.5.2鉚接構(gòu)件疲勞失效模式

4.5.3Monte—Carlo法計算構(gòu)件疲勞失效概率

4.6鉚接鋼橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概率斷裂力學分析模型

4.7目標可靠度與檢修間隔

4.8本章小結(jié)

第5章鉚接公路鋼橋剩余壽命與使用安全評估

5.1工作狀態(tài)模擬

5.1.1橋梁概況

5.1.2工作狀態(tài)模擬

5.2荷載譜與應力譜模擬

5.2.1交通荷載觀測及統(tǒng)計分析

5.2.2荷載譜與應力譜模擬

5.3基于確定性疲勞和斷裂力學的評估

5.3.1疲勞使用壽命估算

5.3.2基于斷裂力學的剩余壽命與安全分析

5.4基于構(gòu)件概率斷裂力學的可靠性評估

5.4.1參數(shù)取值

5.4.2按單角鋼破壞模式的概率評估

5.4.3按雙角鋼破壞模式的概率評估

5.5基于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概率斷裂力學的可靠性評估

5.6本章小結(jié)

第6章鉚接鐵路鋼橋剩余壽命與使用安全評估

6.1橋梁概況

6.2工作模型

6.2.1有限元模型

6.2.2計算與實測對比分析

6.3贛江橋疲勞壽命估算

6.3.1疲勞抗力曲線

6.3.2累積損傷與剩余壽命

6.4基于斷裂力學的剩余壽命評估

6.4.1識別臨界構(gòu)件

6.4.2斷裂力學分析模型的建立

6.4.3材料韌性

6.4.4初始裂紋

6.4.5臨界裂紋大小的確定

6.4.6剩余壽命計算

6.4.7檢測間隔及維護對策

6.5基于構(gòu)件概率斷裂力學的可靠性評估

6.5.1參數(shù)取值

6.5.2按單角鋼破壞模式的概率評估

6.5.3按雙角鋼破壞模式的概率評估

6.6基于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概率斷裂力學的可靠性評估

6.7本章小結(jié)

第7章結(jié)論

7.1理論與方法上的進步

7.2實際應用結(jié)論

7.3進一步研究建議

參考文獻

后記2100433B

《橋梁支座性能檢測評估與剩余壽命預測技術(shù)》通過對橋梁支座常見病害及原因的調(diào)研，分析橋梁支座失效對橋梁結(jié)構(gòu)的影響，為支座損傷識別提供理論基礎；對支座損傷的各種特征進行分析與量化評估，研究有效的支座損傷檢測方法；最后理論研究支座的剩余壽命，通過對橋梁支座剩余壽命的有效預測為橋梁質(zhì)量檢測部門提供有益的參考。

《橋梁支座性能檢測評估與剩余壽命預測技術(shù)》可作為橋梁工程技術(shù)人員及相關(guān)專業(yè)人員的參考資料。

在考慮慣性效應的I型裂紋兩參數(shù)疲勞裂紋擴展方程的理論基礎上，將鋼橋受隨機載荷譜塊作用下的疲勞裂紋擴展問題通過傅里葉變換、積分中值定理等轉(zhuǎn)化為一個等效的“三參數(shù)”等幅載荷作用下的疲勞裂紋擴展方程，從而提出了一個簡單實用的鋼橋疲勞壽命預測新方法，利用該方法有效地解決了實際鋼橋的疲勞剩余壽命問題，具有極為重要的工程應用價值。本項目的研究工作主要有以下幾個方面： 1、作為本項目的理論基礎，深入研究了考慮慣性效應的疲勞裂紋擴展力學模型及裂紋擴展機理等新概念，對I型裂紋兩參數(shù)疲勞裂紋擴展方程和速率方程表達式進行了詳細的推導和論證，以及對影響疲勞裂紋擴展速率各種因素進行了分析。 2、對于隨機載荷作用下疲勞壽命的計算，本項目從隨機載荷譜分解入手，將隨機載荷譜塊作用下的疲勞裂紋擴展問題轉(zhuǎn)化為一個等效的“三參數(shù)”等幅載荷作用下的疲勞裂紋擴展問題，從而提出了隨機載荷下“三參數(shù)”疲勞裂紋擴展方程。并且通過國內(nèi)外CCT試件試驗數(shù)據(jù)驗證了“三參數(shù)”疲勞裂紋擴展方程的有效性。 3、把本項目提出的隨機載荷作用下疲勞裂紋擴展預測新方法與《隨機載荷譜裂紋擴展壽命模型》其它各種壽命模型理論進行了對比分析，結(jié)果表明研究中提出的方法無論是計算的簡便性還是與試驗結(jié)果的吻合程度都優(yōu)越于其它各種模型理論。 4、首次提出了一個簡單實用的鋼橋疲勞壽命預測新方法，重點分析了隨機載荷作用下的疲勞裂紋擴展方程“三參數(shù)”的物理意義。詳細敘述了應用該方法對鋼橋進行壽命評估的三個基本前提條件和計算步驟。歸納了一些常見橋梁結(jié)構(gòu)的應力強度因子及相應的裂紋擴展方程。 5、本課題設計鋼箱梁結(jié)構(gòu)試驗模型驗證本申請項目提出的鋼橋疲勞壽命預測新方法。通過監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)的裂紋長度隨時間的變化關(guān)系，準確地計算出其后裂紋長度隨時間變化的曲線，從而預測其剩余疲勞壽命，并與最終試驗結(jié)果進行比對，結(jié)果發(fā)現(xiàn)本課題提出的鋼橋疲勞壽命預測新方法與最終試驗結(jié)果吻合程度較高，證明本項目提出的鋼橋疲勞壽命預測新方法是可靠的。 2100433B

電力變壓器剩余壽命評估是設備維護、設備更新提供決策支持的重要手段，對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全運行具有重要意義。所以，電力變壓器剩余壽命評估的目的可以概括為既能防止過早更換設備而產(chǎn)生浪費，又能避免因為沒有及時更換設備而發(fā)生設備故障、安全事故等。因此，針對于電力變壓器剩余壽命評估至關(guān)重要，對此進行深入研究，然而其中也存在不足之處，評估體系的科學性有待提升 。2100433B