大跨度桥梁在现代社会经济发展中具有重要地位，并成为时代文明的标志之一。高柔性、低阻尼的动力特性使大跨度桥梁对地震载荷更为敏感，其独特的力学行为也对人们已有的知识结构提出了更多挑战。其中一个亟待解决的重要问题是如何综合考虑地震作用的随机性和结构模型的不确定性，求出这些桥梁在役期间的综合概率特征和可靠度。不但必须处理地面运动随机场的非均匀、非平稳特性，还需要同时考虑模型几何或物理参数不确定性的影响。在此背景下，本项目组将基于在随机振动及计算力学领域的研究基础和最新成果开展理论、数值研究，建立实用的理论分析和计算方法；采用有国际领先水平的大型地震模拟振动台阵开展实验研究，探明多点激励结构动力响应和破坏机理。通过理论、数值和台阵实验相互补充、印证的互动研究，提出有效的抗震评价指标和建议，以提高结构在地震荷载作用下运行的安全性。这项研究不但有广泛的应用前景，也是对工程抗震理论的丰富与发展。 2100433B

针对缆索承重桥梁发展中缆索损伤识别及其可靠性评估研究不足的问题，采用理论分析、数值计算、试验研究和实际工程应用相结合的研究方法，利用先进的无线传感技术建立桥梁状态监测系统，实现数据自动化采集、远距离传输和智能化处理，逐步建立可用于缆索损伤识别及桥梁结构可靠度分析所需参数的数据库；提出基于kriging模型的缆索损伤识别方法，准确识别缆索损伤位置及损伤程度；提出新颖的改进响应面法计算评估损伤缆索的可靠度，通过敏感性分析以掌握参数对缆索损伤的影响；最后基于随机有限元法建立缆索损伤后全桥体系可靠度研究方法，评估缆索损伤后对桥梁承载力的影响及全桥的安全可靠性，提出切实可行的维修加固方案，确保桥梁继续安全运营。项目成果可为缆索承重桥梁及时调整或更换受损缆索提供依据，为桥梁可靠性评估提供依据，具有重要的理论意义和工程应用价值，且对于实现缆索寿命最大化、保证交通安全，也具有很高的经济效益和社会效益。

近年来，世界各地相继兴建了许多大跨度缆索承重桥梁，这些桥梁投资巨大，不仅是交通运输线上的关键设施，而且，因为外形美观，有些已成为当地的标志性建筑。但由于长期承受恒载、活载与疲劳荷载作用，并暴露于风雨、潮湿与污染的大气环境中，大跨度缆索承重桥梁的缆索系统极易遭受疲劳与腐蚀破坏，使缆索的实际使用寿命大大低于设计寿命。作为缆索承重桥梁的主要受力构件，缆索的安全性和耐久性对桥梁的正常使用和整体安全极为重要,一旦缆索产生损伤会使其承载能力降低或丧失,甚至导致桥梁垮塌。 相对于缆索承重桥梁的建造速度和规模，缆索损伤的研究还相对滞后，至今还没有形成关于缆索损伤识别、缆索损伤可靠度研究、缆索损伤后桥梁体系可靠性研究等方面的统一标准。因此，在发挥缆索构件在桥梁工程中优势的同时，如何准确了解缆索的健康状况，采用何种手段对其损伤加以有效识别，如何快速的对损伤缆索的可靠度以及缆索损伤后桥梁结构的整体可靠性进行评价，并及时准确的提出合理、有效的维修加固措施等己经成为桥梁工程技术界亟待解决的问题。 本项目采用理论分析、数值计算、试验研究和实际工程应用相结合的研究方法，依托目前世界上最先进的无线传感器Imote2 节点，实现数据自动化采集、远距离传输和智能化处理，基于无线传感技术建立了桥梁状态监测系统，并逐步建立可用于缆索损伤识别以及桥梁结构可靠度分析所需参数的数据库；提出了基于kriging 模型的缆索损伤识别方法尽可能准确的识别缆索损伤位置及损伤程度；提出了kriging改进响应面法计算评估损伤缆索的可靠度，通过敏感性分析掌握参数对缆索损伤的影响；最后基于随机有限元法建立了缆索损伤后全桥体系可靠度研究方法，评估缆索损伤后对桥梁承载力的影响及全桥的安全可靠性，提出切实可行的维修加固方案，确保桥梁继续安全运营。项目成果可为缆索承重桥梁及时调整或更换受损缆索提供依据，为桥梁可靠性评估提供依据，具有重要的理论意义和工程应用价值，且对于实现缆索寿命最大化、保证交通安全，也具有很高的经济效益和社会效益。 2100433B

大跨度桥梁在交通运输行业中起着至关重要的作用。由于容易受到自然环境及人为因素的影响，大跨度桥梁存在成桥后结构与施工设计不相符的可能，进而导致桥梁局部变形增大。施工控制是对整个施工过程展开监控，及时分析处理采集的数据，为接下来的施工操作提供可靠数据支持的一种措施，可确保大跨度桥梁的构件内力及线形与工程设计相符，促进工程施工精度与质量的提高。因此，做好大跨度桥梁的施工控制具有重要的现实意义。 如图1所示。

大跨度桥梁的施工控制内容

（1）变形控制

大跨度桥梁的一项重要施工控制内容是结构的尺寸。在施工过程中，由于受到施工温度、混凝土收缩、施工荷载等因素的影响，桥梁不可避免会发生结构变形，使得桥梁主体位置与实际位置出现偏差，情况严重时还会给合龙施工带来困难，导致成桥后的线形出现明显的起伏，对大跨度桥梁整体美观产生影响。因此，为有效减小结构与设计尺寸之间的偏差，要严格按照规范的要求进行施工操作，将误差控制在允许的范围内。我国对悬臂浇筑预应力混凝土梁式桥的结构尺寸允许偏差规定如表1所示。

（2）应力控制

在桥梁施工的整个过程中，工程人员需要实时监测关键断面的应力情况，通过对比测量数据与计算结果，对大跨度桥梁的实际内力与施工设计之间的误差有一个明确的了解。此外，在开展大跨度预应力混凝土桥梁施工时，应当密切关注桥梁结构内力受到临时大型机械的影响。为确保仪器精度与工程设计要求相符，还需严格检验张拉锚具的有效性。

（3）稳定性控制

施工过程中结构安全性与桥梁结构稳定性之间有紧密的联系，一旦出现局部失稳的情况，就极有可能导致桥梁坍塌事故的发生。因此，在实际施工过程中，还需对大跨度桥梁的整体及局部稳定性进行严格控制。计算应力变形情况以及稳定性安全系数，从而为桥梁施工质量控制提供科学的衡量标准。

大跨度桥梁的施工控制的方法

作为施工控制的核心问题，施工控制方法要解决的问题是如何将结构实际状态与目标状态之间的偏差降至最低[2]。大跨度桥梁的施工控制方法主要有以下两种。

（1）预测控制法该方法主要是采取科学合理的手段来预测各施工阶段的状态，考虑可能出现的各种因素，以确保能够按照设计要求顺利进行各项施工操作。但是，由于预测控制法难以完全准确预测出下一施工阶段的梁体结构，导致预测的状态与实际情况存在一定的偏差，因而只能在下一个阶段预测上一阶段误差的影响，循环往复，才能确保施工的顺利完成。此种施工控制方法具备良好的稳定性与控制性，能适应复杂的施工环境，因而在连续刚构桥、连续梁桥等大跨度桥型中得到非常广泛的应用。

（2）自适应施工控制法

由于混凝土等施工材料的张拉预应力、非线形等因素与实际施工情况存在一定的差异，因而使得已浇筑梁段的位移、内力存在偏差。自适应施工控制法便是在无法改变位移与内力的条件下，在下一阶段结构分析中输入这些影响结构内力的误差参数，通过不断循环计算，使结果逐步接近实际测量值，从而得出精确度更高的计算模型，指导桥梁施工达到理想目标状态。自适应施工控制原理如图7所示。2100433B