本项目在3项国家自然科学基金,以及教育部新世纪人才基金、霍英东青年教师基金、高等学校全国优秀博士学位论文作者专项基金、中国博士后基金、国家西部交通建设科技项目、交通运输部标准规范项目资助下,对钢桥疲劳机理、抗疲劳设计方法、疲劳剩余寿命评估和维护技术开展了深入系统的研究,取得的主要创新性成果有:
(1)通过疲劳试验研究,确定了正交异性钢桥面板、腹板间隙、铆接接头、高性能钢接头的疲劳强度,为完善有关规范提供了宝贵的技术支撑;(2)采用观测、监测和统计分析等技术手段,提出了适应中国道路交通荷载状况的疲劳车模型;(3)率先开展了基于智能压电漆和AE传感器技术的钢桥疲劳裂纹监测方法研究,通过实验室与实桥现场监测相结合,实现了钢桥疲劳损伤的快速识别,为钢桥疲劳寿命评估提供了有力支撑;(4)基于铆接和栓焊钢桥疲劳失效机理,建立了既有钢桥剩余寿命和使用安全的确定性与概率性评估理论方法体系,并首次将结构系统疲劳可靠度理论应用于既有钢桥疲劳可靠性评估;(5)考虑疲劳裂纹检测信息的随机性,提出了钢桥疲劳可靠度更新评估模型与方法;(6)基于钢桥疲劳剩余寿命与使用安全评估结果,提出了检测间隔、维修策略。本项目研究成果已推广应用于国家重点文物保护单位—兰州黄河铁桥、京九线赣江桥、上海外白渡桥等十余座老龄与现代钢桥,取得了显著的社会经济效益,对提升我国钢桥设计与维护管理水平,推动行业科技进步做出了重要贡献,具有广阔的应用前景。
项目研究成果填补了多项国际、国内技术空白,曾得到项海帆、曾庆元院士,以及美国工程院院士Fisher教授和国际桥梁与结构工程协会原主席Hirt教授的高度评价。相关研究成果被纳入正在修编的《公路钢结构桥梁设计规范》、《公路工程可靠性统一标准》、《钢-混凝土组合桥梁设计与施工细则》。本项目出版专著1部,在Journal of Bridge EngineeringASCE、Structure and InfrastructureEngineering、Structural EngineeringInternational、清华大学学报、同济大学学报、中国公路学报、土木工程学报等国内外核心期刊发表钢桥疲劳研究学术论文70余篇,其中40余篇论文被EI、ISTP收录,SCI收录2篇。项目研究成果曾获全国百篇优秀博士学位论文奖、中国公路学会科技进步二等奖。