超载车辆和环境腐蚀作用下波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳性能评估

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51868039
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    39.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0804.结构工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Overloaded vehicles and environmental corrosion have become the main reasons for accelerating the fatigue damage accumulation and shortening the life of steel structure bridges. The scientific and rational assessment for fatigue damage and fatigue life of steel structure bridges is critical for ensuring the safety bridge of service. The composite box girder bridge with corrugated steel webs (CSWs) as a new type of steel structure bridge has developed rapidly in recent years, but the research about its fatigue performance is not sufficient. Therefore, this project aims to study the fatigue performance of the composite box girder bridge with CSWs under the effects of overloaded vehicles and environmental corrosion. Fatigue stress spectrum of the key structural details of this type of bridge will be studied under the action of overloaded vehicles through refined bridge-vehicle coupled vibration analysis. Equivalent section models of the composite box girder bridge with CSWs will be fabricated, and "fatigue-corrosion-fatigue" cyclic fatigue tests for models will be carried on considering the effects of overloaded vehicles and environmental corrosion in order to study the fatigue damage mechanism. Considering the S-N curve obtained from fatigue tests and fatigue stress concentration factor of the key structural details, scientific and reasonable assessment of fatigue life and fatigue performance of composite box girder bridge with CSWs will be performed. The research results will provide reasonable supplement for the fatigue design of the composite box girder bridge with CSWs in Chinese Specifications, and it also can provide important theoretical basis and scientific support for the design, construction and maintenance of this type of bridge in the future.
车辆超载运输和环境腐蚀已成为钢结构桥梁疲劳损伤加速、使用寿命缩短的主要原因。对钢结构桥梁的疲劳损伤及疲劳寿命进行科学合理的评估对确保桥梁服役安全具有重要意义。波形钢腹板组合箱梁桥作为一种新型的钢结构桥梁近年来发展迅速,但目前对其疲劳性能的了解和研究尚不充分。为此,本项目拟对超载车辆和环境腐蚀作用下波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳性能展开研究。基于车桥耦合振动精细化模型对超载车辆作用下该桥型关键构造细节的疲劳应力谱进行研究;设计制作波形钢腹板组合箱梁桥的等效节段模型,在考虑超载车辆和环境腐蚀作用下对其进行“疲劳-腐蚀-疲劳”的循环疲劳试验,研究其疲劳损伤机理;结合疲劳试验所得的S-N曲线及关键构造细节的疲劳应力集中系数,对波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳寿命及性能做出科学合理评估。研究成果是我国现行规范中波形钢腹板组合箱梁桥疲劳设计的合理补充,将为该桥型的设计、建造和维护提供重要的理论依据和科学支撑。

结项摘要

波形钢腹板组合箱梁桥具有诸多优点,近年来在国内外的桥梁建设中得到快速发展。为确保波形钢腹板组合箱梁桥的运营安全,本项目对超载车辆和环境腐蚀作用下波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳性能开展研究,研究内容主要包括:1)波形钢腹板组合箱梁桥关键构造细节的疲劳应力幅谱确定;2)超载车辆和环境腐蚀作用下波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳损伤机理研究;3)超载车辆与环境腐蚀作用下波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳寿命预测。研究重要结果有:1)根据已有文献统计出了我国标准疲劳车模型,建立了6轴标准疲劳车辆设计荷载的数值计算模型;2)明确了波形钢腹板组合箱梁桥关键部位的疲劳细节分类方法,并对疲劳细节的静、动应力、应力幅及疲劳累积损伤进行了计算分析,建立了该桥型的疲劳损伤模型;3)编制了波形钢腹板组合箱梁桥的车-桥耦合振动系统精确疲劳应力计算程序,求解了关键构件疲劳细节的应力幅值及对应的应力幅循环次数,确定了关键构造细节的疲劳应力幅谱;4)明确了车辆和环境腐蚀作用下波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳损伤机理,提出了考虑路面腐蚀劣化下波形钢腹板组合箱梁桥的疲劳冲击系数的设计取值和考虑伸缩缝破损及路面腐蚀劣化下波形钢腹板组合箱梁桥疲劳冲击系数的计算公式;5)编制了基于车-桥耦合振动的波形钢腹板组合箱梁桥疲劳性能及疲劳寿命评估分析系统计算程序,提出了基于目标疲劳可靠指标下波形钢腹板组合箱梁桥细节疲劳寿命的计算方法。本项目对波形钢腹板组合箱梁桥在超载车辆和环境腐蚀作用下的疲劳损伤机理进行了研究,并对其疲劳寿命进行了准确评估,不仅可以有效地防止此类桥梁疲劳破坏事故的发生,合理延长其使用寿命与维护周期,并且对提高我国现代钢桥的设计和制造水平也具有非常重要的意义。本项目的研究成果完善了钢桥设计理论,是对我国现行规范中波形钢腹板组合箱梁桥抗疲劳设计的合理补充,可为我国该桥型的疲劳设计、建造和运营维护提供理论依据和科学支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(1)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Study on Dynamic Characteristics of an Improved Composite Box Girder with Corrugated Steel Webs
改进型波形钢腹板组合箱梁动力特性研究
  • DOI:
    10.1061/(asce)be.1943-5592.0001877
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Bridge Engineering
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Xuan Kong;Kui Luo;Wei Ji;Quanyu Tang;Lu Deng
  • 通讯作者:
    Lu Deng
波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的动力特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    振动、测试与诊断
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冀伟;胡世浩;齐振峰;罗奎;张经伟
  • 通讯作者:
    张经伟
波形腹板钢箱-混凝土箱梁桥的有限元模型修正
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冀伟;邵天彦
  • 通讯作者:
    邵天彦
Analysis of the Shear Buckling Strength of Variable-Section Corrugated Steel Webs
变截面波纹钢腹板剪切屈曲强度分析
  • DOI:
    10.1007/s12205-021-1281-5
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    KSCE Journal of Civil Engineering
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Wei Ji;Xucong Liu
  • 通讯作者:
    Xucong Liu
腹板弯折角对波形钢腹板钢-混组合简支箱梁桥体外预应力施加效率的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    铁道建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵亚宁;冀伟;王旭飞;李彦伟
  • 通讯作者:
    李彦伟

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大跨连续梁桥单墩顶升工艺设计与过程监控
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    冀伟;刘世忠;蔺鹏臻
  • 通讯作者:
    蔺鹏臻
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  • DOI:
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  • 通讯作者:
    张元海
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙理想;孙理想;冀伟;冀伟
  • 通讯作者:
    冀伟
单箱双室简支箱梁的剪力滞效应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨子江;杨子江;冀伟;冀伟
  • 通讯作者:
    冀伟

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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