2019年度江苏省科学技术奖项目公示材料
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2019年江苏省科学技术奖提名项目公示内容一、项目名称:复杂荷载-环境耦合作用下桥梁多灾害推演及防控关键技术与应用二、提名单位/专家:江苏省教育厅三、项目简介:桥梁结构在其全寿命周期内可能遭遇不同类型的灾害。
长期以来,研究者们针对单一灾害的衍生和发展开展了大量研究,但对于灾害间影响和关联的研究则相对欠缺。
由于桥梁结构具有构造/受力复杂、服役环境恶劣、影响因素众多等特点,如何科学揭示桥梁灾变机理(反演)、精确预测后续寿命(正演)和有效抑制灾害规模(防控)是一项具有挑战性的工作。
在国家自然科学基金等一批重点科研项目的支撑下,项目组围绕“复杂荷载-环境耦合作用下桥梁多灾害推演及防控”,开展了十余年的研究与实践,取得四项创新成绩。
1.荷载-腐蚀耦合作用下桥梁徐变推演理论及变形控制技术提出了车辆荷载、腐蚀环境等耦合作用下的混凝土桥梁徐变推演理论及方法,提高分析精度35%以上;完善了非侵入式的随机有限元算法,突破了因“强非线性”和“组合爆炸”所导致的整体可靠度求解瓶颈。
开发了基于时变可靠度和后备束张拉的变形控制技术,解决了利用不完备信息和随机参数进行灾变预测及变形控制的难题。
2.荷载-环境耦合作用下桥梁疲劳灾变推演理论及防控技术建立了车载应力-焊接残余应力耦合疲劳计算理论,并率先发现钢桥面板疲劳劣化的平均应力效应,填补了现有规范的技术空白。
提出了荷载-环境多重随机因素耦合作用下桥梁疲劳监测与寿命评估方法,预测精度可提高至5%以内。
开发了钢桥面板拉-弯耦合疲劳的冷维护技术以及火灾-疲劳耦合作用下吊索寿命评估模型及高效更换技术。
3.波流-冲刷耦合作用下桥梁行为推演理论及快速评估技术揭示了复杂水文-桥梁的耦合作用机理,开发了基于推-悬移质的浑水环境冲刷深度与空间形态的仿真算法。
构建了波流-桥梁静、动力耦合分析模型以及冲刷动态发展下结构稳定计算模式,实现了突发波流力和冲刷下桥梁行为的全过程推演。
提出了基于模态曲率等动力指纹的冲刷识别方法,为无需水下作业的快速评估和灾变防控提供了技术支撑。