海洋环境下钢结构桥梁的耐久性诊断研究

摘要

对于海洋环境下的在役钢结构桥梁，在其他因素(如设计、施工、使用工况等)合理且稳定的情况下，会受海洋环境影响，导致钢结构腐蚀，因而结构抗力随结构的服役时间延长而不断的衰减，从而影响结构在后续服役期内的正常使用。目前的各种检测技术可以使我们获得桥梁使用期问部分状态信息，这对于确定桥梁结构的安全状态有很重要的意义，但可供利用的分析数据不充分，分析方法也不很完善，给结构安全性的评估带来一定困难。因此如何利用有限的检测数据，采用什么样的腐蚀损伤识别方法，可以在结构投入使用一定年限后，根据结构在服役期间所提供的服役状况、外界荷载和环境信息对结构的工作性能进行精确的综合评价，确定结构的安全状态及可靠度水平，进而指导新建结构的设计和在役结构的正确使用，是结构工程的一个重要课题。 本文在已有研究结果的基础上，阐述了海洋环境下在役钢结构桥梁腐蚀的电化学、热力学机理，系统介绍了海洋钢桥腐蚀损伤检测手段，综合运用模糊数学、钢结构基本理论、人工神经网络等理论，利用ANSYS有限元软件对构件做了建模分析，从而验证了模态分析和神经网络在海洋钢桥腐蚀损伤识别中应用的可行性，下面对我所做的工作加以简要介绍： 1、查阅了大量海洋环境下在役钢桥腐蚀损伤识别问题的国内外相关资料，在文中对该学科的研究发展水平做了综述，指出了目前对海洋环境下在役钢桥腐蚀损伤识别及整体安全性评判等相关研究的必要性及重大意义。 2、从实际出发，基于电化学理论、热力学理论，深入浅出的阐述了海洋环境下钢结构的基本腐蚀机理及各种腐蚀类型，从而介绍了海洋环境腐蚀的特殊性。 3、基于已有成果，介绍了目前工程上所常用的各种检测方法，并对这些检测方法的优缺点做了分析比较。 4、结合相关规范的有关要求，根据检测方法中所总结的评判标准和有关数据，采用模糊综合评判的方法对受腐蚀损伤钢结构桥梁的安全性进行了评估，并建议了其相应的可靠性鉴定评级。 5、分析了曲率模态及人工神经网络的原理，并利用曲率模态及BP人工神经网络对海洋环境下钢结构腐蚀损伤模型进行了研究，得出了这种方法在海洋环境下钢桥腐蚀损伤识别中应用的可行性。 6、对本文的工作进行了总结，并对需要进一步研究的问题提出了作者的意见。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1海洋钢桥腐蚀损伤识别的重要意义

1.2相关问题的研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章海洋环境下钢结构腐蚀机理

2.1海洋环境下钢的电化学腐蚀机理

2.2海洋环境下钢腐蚀的热力学机理

2.3典型海洋环境

2.4海洋环境中钢的腐蚀类型

第三章海洋环境下钢桥腐蚀的监检测方法

3.1腐蚀监检测的目的及意义

3.2常用的腐蚀检测方法

第四章钢桥结构腐蚀损伤的多级模糊综合评判

4.1影响因素论域的划分

4.2各层次论域子集中影响因素的确定

4.3各因素论域子集评语等级的确定

4.4各因素子集的模糊综合评判

4.5权重向量和等级模糊向量的修正

第五章基于模态分析和神经网络的钢结构腐蚀损伤识别

5.1曲率模态分析的基本原理

5.2神经网络概述

5.3腐蚀损伤识别的仿真分析

结论

第六章结论

6.1基本结论

6.2有待进一步研究的有关课题

参考文献

致谢