現代戰爭中大型橋梁是敵方首選的攻擊目標，而橋梁受損直接影響其使用壽命和安全。本項目從沖擊動力學和非線性振動力學出發，針對橋梁在沖擊爆炸荷載作用下結構的復雜動力響應以及結構損傷等直接影響橋梁結構安全的問題開展基礎性研究，為大型橋梁的設計和戰時防護提供理論依據。主要內容包括：①混凝土材料在復雜應力作用下的動態本構關系的實驗研究；②混凝土結構的屈曲及沖擊破壞機理研究；③沖擊爆炸荷載的力學模型及橋梁結構動態響應分析的數值模擬；④基于振動響應的橋梁結構損傷識別技術研究。取得的主要成果是：實驗研究了混凝土的應變率效應和損傷軟化效應，提出了混凝土的損傷型粘彈性動態本構關系的修正方程，探究混凝土材料的力學性能表征與結構服役性能的相互關系和演變規律；研制了結構沖擊動力特性試驗和結構動態曲屈試驗的試驗裝置，實驗研究混凝土材料和結構產生損傷類型和機理；基于沖擊動力學理論，考慮混凝土結構的彈塑性變形，建立了沖擊荷載力學模型和沖擊荷載作用下橋梁結構的動力響應數學表達式；初次在低速風洞中設計了并完成了氣動彈性試驗，再現了帶立方型非線性彈性支承的二維板結構的結構非線性和幾何非線性的極限環顫振現象，獲得了壁板模型極限環顫振的風速區間。 2100433B

現代戰爭表明，戰時大型橋梁是敵方首選的攻擊目標，而橋梁結構受損會直接影響其使用壽命和安全.本課題主要研究戰時大型橋梁在高速沖擊及爆炸荷載作用下的結構動力響應的數值仿真分析方法，研究結構損傷位置、損傷程度及耐久性的評估理論和方法，為大型橋梁的設計與戰時防護提供理論依據并積累前期研究成果。主要研究內容包括：①鋼筋混凝土材料在復雜應力狀態下的本構關系和破壞準則；②沖擊與爆炸荷載數值模擬；③大型橋梁結構在沖擊與爆炸荷載作用下的動態響應計算分析方法；④輸入不可測的結構模態分析方法（例如EMA和OMA方法）；⑤基于動力特性的結構損傷識別和評估理論研究。本課題為前期探索性研究，對輕微損傷和中等損傷情況下橋梁戰時搶修具有重大的工程應用價值,在軍事、經濟等方面均有十分重要的意義.

本項目針對爆炸沖擊荷載造成的結構局部損傷與破壞將顯著降低鋼結構抗火性能的現象，擬采取理論分析與數值模擬相結合的研究方法，系統開展爆炸與其次生災害-火災聯合作用下鋼結構的損傷破壞與連續倒塌分析研究，以鋼梁、鋼柱等結構構件和典型鋼結構為研究對象，通過研究爆炸與火災作用下鋼結構損傷破壞的相關性，建立爆炸與火災聯合作用下鋼梁、鋼柱等結構構件的損傷破壞分析方法；通過研究爆炸后火災作用下鋼梁、鋼柱等結構構件的損傷破壞規律，建立爆炸與火災聯合作用下鋼梁、鋼柱等結構構件的損傷程度評估方法；通過研究爆炸后火災作用下溫度環境的時空變化規律，建立爆炸與火災聯合作用下鋼結構連續倒塌分析與倒塌時間預測方法。為日益廣泛應用的鋼結構的安全設計提供可靠的理論依據和分析手段，因而具有重要的理論意義和工程價值。

內容簡介

《智能橋梁健康監測與損傷評估》系統論述了西南交通大學智能化橋梁團隊在橋梁結構智能化方面所取得的階段性成果，內容包括：智能橋梁健康監測系統、結構損傷識別、狀態評估及軟件系統。

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目前工程設計有意地設計結構在極端荷載（地震，船撞等）作用下進入可控的塑性狀態，通過塑性構件（如塑性鉸）或耗能構件（如阻尼器等）的減震效能作用來保證結構的安全性。項目研究基于自適應最小誤差法的損傷識別理論；研究靜力凝聚方法與該方法的結合以縮減復雜結構中不易測量的自由度；對彈塑性抗震設計橋梁在極端荷載作用下的塑性損傷性能進行參數識別；討論不同特性彈塑性模型的識別精度和適用性；并通過模型試驗，驗證方法的可行性。目前頻域和時域范圍的結構參數識別方法更多著眼于彈性構件的損傷(如剛度損失)，而對認為設計的彈塑性構件的損傷識別方法研究不夠。研究提出的基于自適應最小二乘法的識別方法理論上能夠兼顧全局及局部優化條件，試驗和工程上能識別結構及構件的性能參數變化，且適用于給定非線性本構模型。當極端荷載發生時，通過監測到的結構響應及時識別結構損傷以及所設計的塑性構件和耗能構件的特性，對把握結構的性能、確認其可靠性、決定災后恢復與加固方案，故該方法的發展具有重要的理論和工程實踐意義。研究成果可廣泛應用于橋梁等復雜結構在地震等突發荷載作用后的損傷評估，尤其適用于快速評估。 2100433B