[00967818]大跨桥梁结构损伤机理与评估方法的研究与应用

(1)建立了基于多尺度理论的大跨桥梁结构安全评估的有限元模拟方法.系统地提出了以结构安全评估为目标的大跨桥梁结构的有限元模拟策略与方案，根据大跨悬索桥和斜拉桥的结构特点与测试信息的有限性，提出了大跨桥梁结构安全评估的多尺度有限元模拟方法以及有限元模型误差的分层次修正方法，在此基础上采用多尺度方法建立桥梁整体尺度结构与细节尺度构件之间"双向"的关系，实现整体结构与局部构件的多尺度耦合分析，从而为大跨桥梁的损伤诊断与状态评估研究提供适合的数值仿真技术.(2)建立了基于小波变换的大跨桥梁结构损伤分析和损伤预警理论与实现技术.系统地建立了工程结构基于小波变换的结构损伤分析理论体系.将环境荷载激励技术与小波包分析技术相结合，提出了环境激励下结构虚拟脉冲响应函数的计算方法，在该基础上根据结构损伤分析的小波包分解特征建立了适用于大型工程结构损伤预警的小波包能量谱和损伤预警计算方法，针对大跨桥梁结构的特点，系统地建立了环境激励下大跨桥梁主梁、主缆和斜拉索等关键构件和部位的结构损伤预警方法.系统地研究了大跨桥梁结构损伤预警系统的设计方法与集成技术，提出了结构损伤预警系统的两级架构设计方法，在该基础上编制了大跨桥梁结构损伤预警系统软件，并据此完成了结构损伤预警方法在大型土木工程中应用的工程实例-润扬长江大桥结构损伤预警系统.(3)开展了基于结构健康监测的桥梁系统可靠度评估方法研究，提出了一种新的搜索结构体系失效模式的有效方法，探讨了典型斜拉索、主梁关键构件剩余可靠性评估分析方法，建立了基于该方法的斜拉桥系统可靠度的评估流程和计算方法.为了定量研究大跨桥梁在外界随机因素作用下的结构安全性，实现在线状态的可靠度评估，利用可靠度的随机有限元法对润扬大桥在正常运营和损伤等多种工况下的结构可靠度进行了数值模拟和可靠度评估.研究了蒙特卡罗重要抽样法和中心复合响应面法的联合算法的具体实现途径，并对大跨桥梁基于可靠度指标的评估准则进行了讨论，为实现润扬大桥结构状态评估奠定了基础.(4)深入地研究了大跨桥梁结构健康诊断方法.建立了面向健康监测的大跨斜拉桥斜拉索损伤分析方法，研究了斜拉索损伤对全桥主要结构受力和变形的影响规律；分析了拉索损伤、主梁损伤对斜拉桥大桥自振频率、振型及模态曲率的影响，提出了综合运用实测拉索索力、大桥自振频率及模态曲率进行损伤识别的方法；建立了面向健康监测的大跨悬索桥和斜拉桥扁平钢箱主梁的损伤分析方法，研究了扁平钢箱主梁局部损伤对全桥主要结构受力和变形的影响规律；以斜拉桥健康监测实验平台为依托，开展了典型斜拉索/主梁关键构件不同程度损伤、关键部位疲劳应力和疲劳损伤的系列试验研究.(5)建立了润扬大桥结构安全健康监测评估系统，开发了"润扬大桥结构健康监测与评估系统软件"，该软件获国家软件著作权(计算机软件登记号：2006SR07183)