在役大跨空间钢结构安全性能评估研究

随着时间的推移，空间钢结构荷载变化、预应力松弛，钢材腐蚀等一系列问题将逐渐凸显出来，为结构的安全性能带来隐患，因此如何评估荷载变化、预应力松弛、材料腐蚀对在役空间钢结构安全性能的影响，如何根据结构真实性能给出合理的处理意见，提出合适的加固补强措施，对延长其使用寿命，节省资源具有重要意义。为此申请人对在役空间钢结构进行了以下主要研究工作： （1）圆钢管构件非均匀温度荷载研究 对圆钢管构件实际日照下非均匀温度场分布进行了系统的试验与模拟研究，研究了不同辐射强度、不同风速、不同尺寸大小以及涂层对构件温度场的影响规律，得到了圆钢管日照温度场分布规律；并采用温度场数值模拟方法对温度场试验进行了模拟分析，验证了构件温度场数值模拟方法的准确性，分析了不同参数对圆钢管日照非均匀温度场的影响规律；得到了影响圆钢管构件温度场的主要控制参数，为在役结构非均匀温度场的分析提供了技术参考。 （2）预应力结构索力松弛后整体结构性能研究 对现有索预应力松弛模型进行了归纳总结，并开发了索力松弛分析子程序，对典型预应力结构进行了不同松弛程度的结构安全性能分析，总结索力松弛对预应力结构安全性能的影响规律；并针对现有预应力结构索力测量方法进行研究，基于传统频率法索力测量技术，给出了多索频率法索力测量方法，为在役结构预应力松弛后的索力测量提供了技术参考。 （3）圆钢管构件腐蚀后力学性能研究 设计了圆管构件大气、游泳馆、海洋等不同环境下的自然腐蚀试验和加速腐蚀试验；分析不同腐蚀模式下圆钢管稳定承载力退化规律，并开发等效壁厚折减法对腐蚀后圆钢管承载力试验进行模拟分析，验证模拟方法的可靠性，在此基础上，对不用腐蚀模式及不同腐蚀程度的圆钢管承载力进行了大规模参数分析和敏感性讨论，给出了不同腐蚀模式及腐蚀程度对圆钢管承载力退化影响规律及其腐蚀后承载力计算方法。 2100433B

上世纪80年代是我国大跨空间钢结构发展的第一个高潮期，如今第一批大跨空间钢结构即将进入其设计使用年限后期，为了更好的根据结构真实性能给出合理的处理意见，提出合适的加固补强措施，使这些重要的大型空间结构得到充分利用，延长其使用寿命，达到节省资源，和谐发展的目的，申请者以我国在役大跨空间钢结构为研究对象，针对其服役过程中的安全性能展开研究：（1）对在役大跨空间钢结构的力学性能检测技术进行研究，建立适合于该类结构的性能检测方法（2）对在役大跨空间网格结构安全性能进行研究，给出其安全性能评估方法和标准；（3）对在役大跨预应力结构安全性能进行研究，给出其安全性能评估方法和标准。通过本项目的研究建立在役大跨空间钢结构安全性能评估相关科学问题的完整理论体系，并获得技术突破，为我国解决即将到来的大跨空间钢结构老化期所带来的一系列问题提供技术保障。

1、桥梁性能诊断:在役桥梁结构性能诊断、预测理论与方法研究；混凝土桥梁结构性能快速评定系统开发研究；基于动力参数或易检测结构参数信息的桥梁结构性能评估与预测技术研究；桥梁健康监测及诊断技术的开发研究；桥梁工程中的信息技术研究。

2、桥梁安全评价：桥梁安全评价理论与方法研究；桥梁结构安全评定指标研究；桥梁抗自然灾害（撞击、洪水、泥石流等）能力研究；桥梁耐候（寒、沙尘暴、酸雨等）能力研究。

3、桥梁抗震及评估：桥梁结构抗震分析；在役桥梁结构抗震性能评估理论与方法研究；桥梁结构抗震性能检测方法研究；桥梁结构抗震性能评估标准研究；桥梁抗（减、隔、防）震构造措施与抗震能力研究；

4、桥梁抗风及评估：桥梁结构抗风分析；在役桥梁结构抗风性能评估理论与方法研究；桥梁结构抗风性能检测方法研究；桥梁结构抗风性能评估标准研究；桥梁抗风技术改造研究。

5、桥梁时变可靠度：在役桥梁损伤（退化）模型研究；桥梁时变损伤评定理论与方法研究；在役桥梁荷载建模；桥梁结构的耐久性研究；桥梁可靠性评价方法和标准研究；桥梁结构系统可靠度理论研究；桥梁损伤结构残余寿命研究。

6、桥梁极限承载能力：桥梁结构的极限承载能力研究；桥梁结构承载能力标准预测方法研究；桥梁结构承载能力动态（快速）预测方法研究；桥梁结构超载能力研究；桥梁结构剩余承载能力。2100433B

本中心旨在搭建研究平台，在在役桥梁结构分析，结构安全的静动态评价、损伤评估、耐久性分析设计、承载力分析预测、时变可靠度分析预测、稳定分析，桥梁加固理论、方法及工程实践等方面进行研究，推动在役桥梁结构研究的发展。

大量在役桥梁的正常使用功能和安全性存在不同程度隐患与缺陷，其原因有：桥梁的设计与施工质量的欠缺；早期修建的桥梁普遍存在承载等级不够；桥梁使用过程的自然损伤；超载导致结构的损伤进一步加剧；自然灾害作用等。因此，有必要对在役桥梁开展全方位研究。本研究中心现有科研人员12人，教授3人，副教授、高级工程师4人，指导博士生12名、硕士生40余人。