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第1章 绪论 1

第2章 在役桥梁结构疲劳应力场监测 6

2.1 大跨桥梁结构健康监测系统概述 6

2.2 动态应变监测方法 12

2.3 应变传感器优化布置方法 15

2.3.1 应变传感器优化布置的原则 15

2.3.2 主梁监测截面的确定 17

2.3.3 监测截面上的测点选择 20

2.3.4 局部焊接细节处的热点应力监测 23

2.4 在役桥梁结构疲劳应力特征 24

2.4.1 应变响应监测信息的时间多尺度特征及其物理意义 28

2.4.2 不同类型索桥在相似荷载环境下的响应特征 34

第3章 基于监测信息的桥梁疲劳状态分析方法和实施步骤 38

3.1 基于监测信息的桥梁疲劳损伤分析方法 38

3.2 基于监测信息的桥梁疲劳状态评估实施流程与主要步骤 42

3.3 分析与评估过程中的关键理论与方法 47

第4章 在役桥梁高周疲劳损伤力学理论 51

4.1 损伤力学概述 51

4.2 适合于在役桥梁分析的疲劳损伤律 52

4.3 桥梁疲劳损伤律中参数的确定方法 54

4.4 桥梁结构疲劳损伤律模型的验证 57

4.5 过载对疲劳损伤累积的影响 60

4.5.1 基本方程与研究思路 60

4.5.2 荷载相互作用的影响引起的疲劳寿命缩减 61

4.5.3 过载的影响 64

第5章 基于监测信息的桥梁结构疲劳状态评估方法及其应用 68

5.1 动态应变监测数据分析方法 68

5.1.1 统计方法 68

5.1.2 多尺度分离和提取的小波方法 76

5.1.3 简便的分离方法——平均-插值-扣除（AIT） 90

5.2 雨流计数法与疲劳应力谱 96

5.2.1 雨流计数法原理概述 96

5.2.2 疲劳应力（应变）谱 98

5.2.3 从动态应变监测数据提取疲劳应力谱的实例 101

5.3 正常运营环境下疲劳累积评估的有效应力幅方法 102

5.3.1 基于应变能等效获得的有效应力幅 103

5.3.2 考虑疲劳损伤影响基于应变能的有效应力幅 104

5.3.3 有效应力幅理论用于在役桥梁疲劳分析 110

5.4 台风等突发过载下的疲劳损伤累积量评估 114

5.4.1 台风“约克”及其监测信息 114

5.4.2 台风导致的应力谱分析 118

5.4.3 台风引起的变幅应力循环的有效应力幅 120

5.4.4 台风引起的疲劳损伤累积增量 121

第6章 以疲劳状态评估为目标的桥梁结构多尺度有限元模拟及其应用实例 125

6.1 建模策略与方法 127

6.1.1 建模需要的策略分析 127

6.1.2 多尺度建模问题的一般性物理描述和解决思路 130

6.1.3 多尺度建模方法 133

6.1.4 多尺度模型的衔接方式和衔接区域的处理 135

6.2 模型修正和验证方法 138

6.2.1 模型修正的过程与目标 138

6.2.2 多重子步模型修正方法 141

6.2.3 多因素同时优化模型修正技术 143

6.2.4 模型验证方法 147

6.3 青马大桥结构多尺度模型的建立、修正和验证 148

6.4 润扬大桥结构多尺度模型的建立、修正和验证 155

第7章 桥梁交通荷载的实测与模拟 160

7.1 桥梁公路活载测量系统 160

7.2 桥梁公路活载模型的建立和确认 161

7.2.1 基于WIM数据建立荷载模型的统计方法 162

7.2.2 基于WIM数据的统计参数 163

7.2.3 香港桥梁活载标准卡车荷载模型 164

7.3 桥梁上的铁路荷载模拟 166

第8章 在役桥梁结构疲劳累积过程数值分析方法及其应用实例 168

8.1 关键疲劳构件识别 168

8.2 关键疲劳构件焊接细节处的热点应力分析 171

8.3 关键疲劳构件焊接细节处的疲劳裂纹扩展过程分析 173

第9章 在役桥梁结构疲劳寿命可靠性评估方法 180

9.1 疲劳应力谱的统计分析与概率密度函数 180

9.1.1 应力幅概率密度函数 183

9.1.2 疲劳损伤相对增量的统计分析 186

9.2 用于疲劳可靠性评估的分析模型 187

9.2.1 疲劳累积损伤模型 187

9.2.2 剩余强度模型 188

9.2.3 疲劳寿命模型 189

9.3 关键构件的疲劳可靠性分析 193

9.3.1 基于健康监测统计信息求解显式的极限方程的疲劳可靠指标 193

9.3.2 隐式极限方程的疲劳可靠指标的计算 196

9.4 钢箱梁系统的体系疲劳可靠性分析 203

9.4.1 结构系统疲劳可靠性分析模型 203

9.4.2 失效模式的功能函数 204

9.4.3 系统综合失效概率计算 207

9.4.4 大跨桥梁钢箱梁结构体系的失效模式搜寻 211

第10章 在役桥梁结构疲劳状态综合评估方法及其应用实例 221

10.1 确定桥梁结构关键疲劳构件的模糊综合评估模型 221

10.1.1 建立判断矩阵 223

10.1.2 计算权重向量和判断矩阵的一致性 224

10.2 综合评估的主要因素及其归一化指标确定方法 225

10.3 应用实例 226

10.3.1 确定评估集 227

10.3.2 确定向量权重 230

参考文献 235

附录 疲劳评估软件中的主要程序代码 238

F.1 应变监测数据预处理程序（PPICK） 238

F.2 雨流计数程序（RAIN） 241

F.3 有效应力幅计算程序（EFFECT） 252

F.4 疲劳损伤评估程序（FATIGUE） 257