Innovations in Bridge Engineering Technology pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Mahmoud, Khaled 编

出品人:

页数:301

译者:

出版时间:2007-9

价格:$ 203.34

装帧:

isbn号码:9780415453370

丛书系列:

图书标签:

桥梁工程
桥梁技术
创新
结构工程
土木工程
材料科学
施工技术
桥梁设计
桥梁维护
桥梁检测

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具体描述

In the last few years, remarkable technological advances have been achieved in bridge engineering technology. These cover a wide spectrum of issues, ranging from design, maintenance, and rehabilitation methodologies to material and monitoring innovations. Within an international framework of exchanging the state-of-the-art in the field of bridge engineering, the Fourth New York City Bridge Conference was held on August 27-28, 2007. This book contains a selected number of papers that were presented at the conference. These papers are valuable contributions to the body of knowledge in bridge engineering technology. The Fourth New York City Bridge Conference was distinguished for its global impact.Bridge engineering experts from Belgium, Canada, Croatia, England, France, Germany, Italy, Japan, Lebanon, Northern Ireland, Scotland, Switzerland, Taiwan and Turkey presented papers on the latest innovations in the field. Along with the contributions by prominent bridge engineering professionals from the United States, this excellent collection of papers will assure the archival quality of this book.

结构工程前沿探索：先进材料与可持续性设计书籍主题：本书深入探讨了当代土木工程领域，特别是结构工程设计与施工中的关键性技术革新、新材料应用，以及如何实现结构体系的长期可持续性与韧性。全书旨在为结构工程师、土木工程专业学生以及科研人员提供一个前瞻性的视角，审视当前技术挑战与未来发展方向。第一部分：高性能结构材料的革命第一章：超高性能混凝土（UHPC）的力学行为与应用潜力本章全面剖析了超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete, UHPC）的微观结构、独特的力学性能，及其在现代桥梁、高层建筑和特殊结构中的应用。重点讨论了UHPC的极高抗压强度、优异的韧性表现，以及在纤维增强下呈现出的自密实特性。 1.1 UHPC的材料科学基础：探讨了UHPC中超细粉末（如硅灰、高炉矿渣）的协同效应，以及如何通过优化骨料级配来消除孔隙结构，实现接近理论密度的材料体系。 1.2 纤维增强机制与本构关系：详细介绍了钢纤维、聚合物纤维等在UHPC中的随机分布对抗裂性能的提升作用。建立并分析了UHPC在单轴、双轴受力下的应力-应变本构模型，特别是其后屈服阶段的拉伸软化行为。 1.3 复杂环境下的耐久性评估：针对海洋环境、冻融循环以及化学侵蚀，对UHPC的渗透性、氯离子扩散速率进行了长期性能模拟与实测分析。比较了传统高强混凝土与UHPC在极端条件下的长期服役表现。 1.4 预制化与装配式结构中的应用：阐述了UHPC在预应力构件、叠合剪力墙等装配式结构单元中的优势，包括减小构件截面尺寸、提高施工效率和精度。第二章：智能与响应式结构材料本章聚焦于能够感知外部环境变化并作出主动或被动响应的新型功能材料，这代表了结构工程向“活的”系统演进的方向。 2.1 形状记忆合金（SMA）在结构自复位系统中的集成：深入研究了镍钛合金等SMA材料的超弹性与恢复能力。通过实例分析了SMA拉杆在地震荷载作用下，如何实现结构构件的无损伤快速复位，显著提升结构的延展性和抗震韧性。 2.2 压电与电磁流变材料（MR/ER Fluids）：讨论了利用压电材料进行结构健康监测（SHM）的原理，特别是其与结构振动模式的耦合。同时，详细阐述了磁流变液（MRF）在主动式减振器和阻尼器中的应用，包括流变参数与外部磁场强度的动态关系。 2.3 自修复材料技术：探讨了微胶囊技术、细菌诱导沉淀技术等在混凝土自修复领域的最新进展。分析了修复效率、修复后的力学性能恢复程度，以及工程应用的可行性与成本效益评估。第二部分：结构分析与先进设计方法第三章：基于性能的抗震设计（PBEE）的深化与拓展本章超越了传统的基于力的设计范式，转向关注结构在特定荷载作用下的实际性能目标。 3.1 性能指标的量化与校准：界定了不同性能水平（如即时使用、生命安全、倒塌预防）对应的结构损伤状态。讨论了如何通过非线性动力分析，将损伤指标（如层间位移角、构件转角）与工程目标进行精确映射。 3.2 增量动力分析（IDA）与概率评估：详细介绍了IDA程序在评估结构面对不同强度地震动时的性能边界。结合贝叶斯统计方法，对结构在不确定性荷载下的可靠性进行概率性评估。 3.3 基础-结构-上部体系的耦合分析：强调了在复杂地质条件下的动力相互作用（SSI）。提出了更精细的土体-结构界面模型，用于更准确地预测深厚地基对高耸或长跨结构动力响应的影响。第四章：计算力学的演进与高精度数值模拟本章关注现代计算工具如何驱动更精细、更可靠的结构设计。 4.1 有限元模型的细化：探讨了从经典梁单元到壳单元、三维实体单元的升级路径。特别关注了损伤塑性模型、混凝土的开裂模拟（如内聚力模型）在有限元软件中的实现与校准。 4.2 细观尺度模拟与多尺度分析：介绍了如何通过模拟材料微观结构（如纤维分布、孔隙结构）来预测宏观力学性能。讨论了从材料细观尺度到构件尺度，再到整体结构尺度的信息传递与耦合方法。 4.3 拓扑优化在结构选型中的应用：阐述了如何利用拓扑优化算法在满足特定约束（刚度、载荷分布）的前提下，设计出材料利用率最高、结构外形最自然的承重骨架。第三部分：工程的生命周期与可持续性第五章：结构健康监测（SHM）系统的集成与数据驱动决策本章探讨了如何利用分布式传感网络，对在役结构进行实时、连续的性能评估。 5.1 传感器网络的布局与数据采集：比较了光纤布拉格光栅（FBG）、应变片、加速度计等传感器的优劣。提出了基于信息熵和模态识别效率的最优传感器部署策略。 5.2 基于模态识别的损伤定位：阐述了如何通过分析结构的频率、阻尼比的变化来检测损伤的出现。讨论了特征值法、模态形状曲率法等先进算法在噪声环境下的鲁棒性。 5.3 状态评估与剩余寿命预测：利用卡尔曼滤波和扩展非线性估计方法，融合实时监测数据与退化模型，预测结构剩余的使用年限和潜在的荷载承载力下降趋势。第六章：绿色工程与结构系统循环利用本章关注工程实践对环境的减载责任，推广低碳、可再生的结构设计理念。 6.1 结构生命周期评估（LCA）：详细介绍了如何量化和比较不同结构方案在“摇篮到坟墓”全周期内的能源消耗、碳排放和水资源占用。强调了材料生产阶段对总环境影响的主导作用。 6.2 替代性低碳胶凝材料：深入研究了地聚合物混凝土（Geopolymer Concrete）作为水泥的潜在替代品。分析了其优异的耐火性和耐化学腐蚀性，并评估了其大规模推广面临的标准化挑战。 6.3 结构拆除与材料再生策略：探讨了“可拆卸设计”（Design for Disassembly, DfD）的原则。重点介绍了如何设计连接节点以便于未来构件的回收、翻新和再利用，最大化结构材料的价值循环。结论：本书最后总结了高性能材料、先进计算方法与可持续性理念的深度融合，预示着结构工程正迈向一个更加智能、高效和环境友好的新时代。这些技术并非孤立存在，而是相互促进，共同构建未来基础设施的韧性与长久生命力。