行业聚焦丨2019年桥梁工程年度进展
Review of annual progress of bridge engineering in 20192019年桥梁工程年度进展
Zhao Renda (赵人达), Yuan Yuan (原元), Wei Xing (卫星), Shen Ruili (沈锐利), Zheng Kaifeng (郑凯锋), Qian Yongjiu (钱永久) Pu Qianhui (蒲黔辉), Zhang Qinghua (张清华), Liao Haili (廖海黎), Li Xiaozhen (李小珍), Zhao Canhui (赵灿晖), Xu Guoji (徐国际), Gou Hongye (勾红叶), Zhang Ziyang (张子飏), Yu Chuanjin * (余传锦)
一
研 究意义
桥梁建设是交通基础设施建设的核心之一。为更好地发展桥梁科学，从混凝土桥及其高性能材料、组合桥梁研究及应用、箱梁和缆索承重桥梁分析理论、钢桥、桥梁评估与加固的理论和方法研究、桥梁评估与加固的理论和方法研究、钢结构桥梁疲劳、桥梁抗风、车致桥梁振动、桥梁抗震设计、桥梁水动力学、桥梁信息化和智能桥梁及装配式混凝土桥梁结构13个方面回顾了2019年国内外的主要研究进展。
二
综述内容与展望
1
混凝土桥及其高性能材料
为了解过去一年混凝土桥及其高性能材料研究方向的发展动态，并在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好地开展后续研究，从混凝土桥、高性能混凝土材料及高性能加劲筋材三方面进行了分类、总结和评述。研究发现：目前混凝土桥方向更加注重其耐久性、全寿命周期设计、寿命预测及极端环境下的性能劣化等问题；高性能混凝土材料方面更加注重绿色环保、增强增韧和自密实等性能研究；与其配套的高性能筋材则主要围绕强度更高、更耐久的FRP筋展开。对现有研究的不足和有待深化的问题提出了初步建议，期待与相关学者共同努力，为该方向的进一步发展做出贡献。
2
组合桥梁研究及应用
主要回顾内容包括（新型）剪力件研究，组合梁受力计算方法与力学行为，钢管混凝土节点与钢管混凝桥梁，波形钢腹板力学行为研究。组合桥梁中新型高性能材料的应用已成为趋势，结构精细化分析也值得关注，同时对于复杂环境下组合结构性能退化研究已经成为研究热点。
3
箱梁和缆索承重桥梁分析理论
总结了箱梁空间结构理论、多塔悬索桥理论及缆索承重桥梁极限承载力的研究进展，并引申探讨了精细化桥梁结构分析方法的不足及发展方向。
4
钢桥
本部分回顾总结2019年等近期我国大跨钢桥的建设成就和技术进步、桥梁耐候钢的研发和应用、桥梁新的组合形式与体系、3D打印钢桥雏形、正交异性钢桥面的进展、桥梁用高强铆钉、跨海钢桥多灾害动力分析研究和第二代欧洲规范钢桥相关部分的进展。
5
桥梁评估与加固的理论和方法研究
本部分基于该领域2019年度国内外研究进展，对基于时变理论的既有桥梁可靠性评估方法、结合工程应用的可靠度计算方法、维修加固的策略、钢筋混凝土墩柱的抗震性能及其抗震加固、桥梁加固的新材料新方法和新装备等研究进行了介绍和总结，并从对既有结构性能衰变的认识，发展新的理论与方法，根据实际需求拓展新的研究领域等方面对研究提出了展望。
6
模型试验和新试验技术
该部分总结了2019年桥梁模型试验的研究进展，从静力模型试验、疲劳模型试验、振动台模型试验和混合试验4个方面评述了典型案例以及依托模型试验开展的关键科学问题研究。未来，模型试验的发展将依附于试验设备的更新与建设、先进传感器的开发和成套试验技术的更新。
7
钢结构桥梁疲劳
针对钢结构桥梁疲劳损伤演化与服役性能劣化机理、钢结构桥梁疲劳性能评估、钢结构桥梁疲劳裂纹监测与检测、钢结构桥梁疲劳加固与维护等方面的2019年度研究进展进行了梳理和总结回顾，并对下一阶段的研究方向进行了展望。总体而言，通过学者们长期艰苦卓绝的不懈努力，在钢桥疲劳研究领域取得了可喜进展，进一步引入数学、力学、理论分析、试验检测技术、加工制造技术和人工智能等领域的最新成果，在基础理论和重大工程应用两方面继续努力，进一步深化对于钢结构桥梁疲劳失效机制的认识，发展新的理论与方法，根据实际需求拓展新的研究领域，是下一阶段的研究重点。
8
桥梁抗风
介绍和评述了桥梁风工程在桥位风特性现场实测、大跨桥梁非线性颤振特性及计算理论、桥梁抖振计算理论、桥梁涡激振动计算理论及控制技术等方面的主要研究进展。未来需在山区风、台风和特异风等风场特性，超大跨度桥梁和海洋桥梁抗风分析方法及评价准则，特异风下桥梁风致响应、智能风工程等方面开展进一步研究。
9
车致桥梁振动
10
桥梁抗震设计
本部分综述了2019年关于桥梁抗震领域的研究进展，并归纳总结了相应的研究热点和发展趋势。主要结论如下：1）新材料的应用和发展，预制构件的连接构造、耗能构造是桥墩抗震的热点问题；2）大吨位、大变形、高耐候是高性能减隔震装置的研究痛点，其中半主动控制技术具有良好的发展潜力；3）土-结、墩-水相互作用模型的计算精度和效率都有所提高，多物理场耦合分析具备极大的发展前景。
11
桥梁水动力学
桥梁水动力学方向的综述涵盖桥梁上部结构（多为沿海低矮桥梁）和下部结构的波流力、桥（塔）-波（流）相互作用及结构动力响应、多灾害（含地震作用）下的减灾防灾、基础冲刷、跨海浮桥体系等方向。特别而言，跨海桥梁因处于极其复杂的海洋环境，其建设和运维的安全可靠需求将推动深水桥梁在风-浪(流)-(地震)-车-桥耦合振动下的致灾机理、试验方法、数值计算、结构可靠度、全寿命分析、防灾减灾措施等研究方向的发展。
12
桥梁信息化和智能桥梁
该部分回顾了2019年在桥梁信息化、智能检测、高性能智能材料以及智能防灾减灾等领域的研究现状。智能化、高精度化的桥梁结构势必成为未来的发展方向，深刻变革桥梁设计、建造和养维护的全生命周期，以更好地支撑国家重大发展战略、保障桥梁健康长寿。
13
装配式混凝土桥梁结构
针对装配式混凝土桥梁结构，回顾了2019年国内外预制装配式桥梁上部结构与下部结构的新技术、新构造和典型工程应用。同时，随着装配式结构的广泛使用，对装配式混凝土桥梁结构的抗震设计、正常使用性能、耐久性及经济效益等方面展开了展望。
三
作者简介
赵人达，博士，西南交通大学教授、博士生导师。国际桥梁及结构工程协会(IABSE)会员，北京茅以升科技教育基金会桥梁委员会副主任，中国公路学会桥梁和结构工程分会常务理事等。研究方向为桥梁结构行为、现代预应力混凝土结构理论、高使用性混凝土材料性能及结构应用、既有结构的可靠性与耐久性、结构非线性行为。完成科研项目70余项，发表论文300余篇；获省部级二等以上科技进步奖5项；国家级和省部级教学成果奖5项；参编教材5本。四川省学术技术带头人，铁道部有突出贡献的中青年专家，四川省教书育人名师。
论文引用：
Zhao Renda, Yuan Yuan, Wei Xing, Shen Ruili, Zheng Kaifeng, Qian Yongjiu, Pu Qianhui, Zhang Qinghua, Liao Haili, Li Xiaozhen, Zhao Canhui, Xu Guoji, Gou Hongye, Zhang Ziyang, Yu Chuanjin. Review of annual progress of bridge engineering in 2019. Advances in Bridge Engineering 1, 11 (2020).
（摘录编译：余传锦）
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