现代战争表明，战时大型桥梁是敌方首选的攻击目标，而桥梁结构受损会直接影响其使用寿命和安全.本课题主要研究战时大型桥梁在高速冲击及爆炸荷载作用下的结构动力响应的数值仿真分析方法，研究结构损伤位置、损伤程度及耐久性的评估理论和方法，为大型桥梁的设计与战时防护提供理论依据并积累前期研究成果。主要研究内容包括：①钢筋混凝土材料在复杂应力状态下的本构关系和破坏准则；②冲击与爆炸荷载数值模拟；③大型桥梁结构在冲击与爆炸荷载作用下的动态响应计算分析方法；④输入不可测的结构模态分析方法（例如EMA和OMA方法）；⑤基于动力特性的结构损伤识别和评估理论研究。本课题为前期探索性研究，对轻微损伤和中等损伤情况下桥梁战时抢修具有重大的工程应用价值,在军事、经济等方面均有十分重要的意义.

现代战争中大型桥梁是敌方首选的攻击目标，而桥梁受损直接影响其使用寿命和安全。本项目从冲击动力学和非线性振动力学出发，针对桥梁在冲击爆炸荷载作用下结构的复杂动力响应以及结构损伤等直接影响桥梁结构安全的问题开展基础性研究，为大型桥梁的设计和战时防护提供理论依据。主要内容包括：①混凝土材料在复杂应力作用下的动态本构关系的实验研究；②混凝土结构的屈曲及冲击破坏机理研究；③冲击爆炸荷载的力学模型及桥梁结构动态响应分析的数值模拟；④基于振动响应的桥梁结构损伤识别技术研究。取得的主要成果是：实验研究了混凝土的应变率效应和损伤软化效应，提出了混凝土的损伤型粘弹性动态本构关系的修正方程，探究混凝土材料的力学性能表征与结构服役性能的相互关系和演变规律；研制了结构冲击动力特性试验和结构动态曲屈试验的试验装置，实验研究混凝土材料和结构产生损伤类型和机理；基于冲击动力学理论，考虑混凝土结构的弹塑性变形，建立了冲击荷载力学模型和冲击荷载作用下桥梁结构的动力响应数学表达式；初次在低速风洞中设计了并完成了气动弹性试验，再现了带立方型非线性弹性支承的二维板结构的结构非线性和几何非线性的极限环颤振现象，获得了壁板模型极限环颤振的风速区间。 2100433B

本项目针对爆炸冲击荷载造成的结构局部损伤与破坏将显著降低钢结构抗火性能的现象，拟采取理论分析与数值模拟相结合的研究方法，系统开展爆炸与其次生灾害-火灾联合作用下钢结构的损伤破坏与连续倒塌分析研究，以钢梁、钢柱等结构构件和典型钢结构为研究对象，通过研究爆炸与火灾作用下钢结构损伤破坏的相关性，建立爆炸与火灾联合作用下钢梁、钢柱等结构构件的损伤破坏分析方法；通过研究爆炸后火灾作用下钢梁、钢柱等结构构件的损伤破坏规律，建立爆炸与火灾联合作用下钢梁、钢柱等结构构件的损伤程度评估方法；通过研究爆炸后火灾作用下温度环境的时空变化规律，建立爆炸与火灾联合作用下钢结构连续倒塌分析与倒塌时间预测方法。为日益广泛应用的钢结构的安全设计提供可靠的理论依据和分析手段，因而具有重要的理论意义和工程价值。

内容简介

《智能桥梁健康监测与损伤评估》系统论述了西南交通大学智能化桥梁团队在桥梁结构智能化方面所取得的阶段性成果，内容包括：智能桥梁健康监测系统、结构损伤识别、状态评估及软件系统。

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目前工程设计有意地设计结构在极端荷载（地震，船撞等）作用下进入可控的塑性状态，通过塑性构件（如塑性铰）或耗能构件（如阻尼器等）的减震效能作用来保证结构的安全性。项目研究基于自适应最小误差法的损伤识别理论；研究静力凝聚方法与该方法的结合以缩减复杂结构中不易测量的自由度；对弹塑性抗震设计桥梁在极端荷载作用下的塑性损伤性能进行参数识别；讨论不同特性弹塑性模型的识别精度和适用性；并通过模型试验，验证方法的可行性。目前频域和时域范围的结构参数识别方法更多着眼于弹性构件的损伤(如刚度损失)，而对认为设计的弹塑性构件的损伤识别方法研究不够。研究提出的基于自适应最小二乘法的识别方法理论上能够兼顾全局及局部优化条件，试验和工程上能识别结构及构件的性能参数变化，且适用于给定非线性本构模型。当极端荷载发生时，通过监测到的结构响应及时识别结构损伤以及所设计的塑性构件和耗能构件的特性，对把握结构的性能、确认其可靠性、决定灾后恢复与加固方案，故该方法的发展具有重要的理论和工程实践意义。研究成果可广泛应用于桥梁等复杂结构在地震等突发荷载作用后的损伤评估，尤其适用于快速评估。 2100433B