具体描述
《公路桥梁混凝土结构设计原理》依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004，）和《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）编写，内容包括绪论、极限状态设计法、受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、受扭构件承载力计算、受压构件承载力计算、受拉构件承载力计算、钢筋混凝土构件短暂状况应力验算、钢筋混凝土构件持久状况正常使用极限状态计算、预应力混凝土结构的一般问题、预应力混凝土梁的计算等共11章。
为适应短学时和应用型人才的培养需要，《公路桥梁混凝土结构设计原理》的编写具有以下特色：
1.依据或引用最新的文献资料。这其中包括：2009年出版的《公路桥梁设计规范答疑汇编》、《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）、《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）等。
现代土木工程前沿理论与实践：结构动力学、新型材料与智能监测技术 本书导读 本书立足于土木工程领域跨学科交叉融合的前沿趋势，系统梳理了当前结构工程领域中，除传统混凝土结构设计理论之外，最为关键且亟待深入研究和实践应用的多个核心方向。内容聚焦于结构动力学分析、高性能与新型结构材料的研发与应用、以及结构健康监测（SHM）与智能维护技术三大支柱，旨在为结构工程师、研究人员及高年级学生提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系。 在当前全球基础设施面临日益复杂挑战（如极端天气、地震、交通荷载的增加）的背景下，对结构行为的精确预测、材料性能的极限挖掘以及全生命周期的有效管理已成为衡量工程先进性的重要标准。本书正是为了填补传统设计规范在应对这些新挑战时的理论空白而编写的。 --- 第一部分：高级结构动力学与抗震设计理论 本部分深入探讨了结构对动态荷载（如风、地震、碰撞）响应的分析方法及其在复杂工程实践中的应用。它超越了传统静力学分析的范畴，聚焦于时间域和频率域内的精确建模与求解。 第一章：结构振动理论基础与多自由度系统分析 本章首先回顾了单自由度系统的基本振动特性（固有频率、阻尼比），随后迅速过渡到复杂多自由度系统的建模技术。重点阐述了模态分析（Modal Analysis）的理论推导，包括质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的构建方法。详细讨论了如何利用特征值问题求解结构的振型（Mode Shapes）和固有频率，这是所有高级动力学分析的基石。内容还涉及对结构非线性行为引入后，如基频漂移、高阶模态参与等现象的初步辨识方法。 第二章：地震工程学：场地效应与反应谱分析 本章聚焦于地震荷载作用下的结构响应。区别于基于规范的简化地震力计算，本章深入讲解了地震波传播理论、土-结构相互作用（SSI）的数值模拟方法，如等效均质土层法和更精确的半无限域边界条件处理。 核心内容集中在反应谱理论的深入解析，包括地震动记录的傅里叶变换与功率谱密度函数（PSD）的建立。详细对比了基于时程分析（Time History Analysis）和反应谱分析（Response Spectrum Analysis）的优劣，尤其是在处理结构阻尼和输入激励不确定性时的差异。此外，对近断层效应和场地局部放大效应的精细化模拟给出了具体的计算流程和软件应用指导。 第三章：风工程与气动弹性力学 针对高层建筑、大跨度桥梁和构筑物在强风作用下的稳定性问题，本章引入了气动弹性理论。内容涵盖了结构对阵风（Gusts）的随机响应分析，以及流固耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI）的基本概念。 重点讲解了颤振（Flutter）、涡激振动（Vortex-Induced Vibration, VIV）和抖振（Galloping）等气动弹性失稳现象的判据和抑制措施。内容详细分析了如何通过风洞试验数据（如阻力系数、升力系数随攻角变化曲线）来校准计算模型，并阐述了先进的数值模拟技术，如计算流体力学（CFD）与有限元模型的耦合方法。 --- 第二部分：高性能结构材料与新型结构体系创新 本部分关注材料科学的突破如何赋能结构工程，探讨了传统材料的性能提升路径以及新兴材料在工程中的可行性应用。 第四章：超高性能混凝土（UHPC）的微观结构与宏观力学性能 本书将UHPC视为一种革命性的新型材料，而非传统混凝土的简单强化。本章深入剖析了UHPC的微观结构，如高密实度、降低孔隙率、纤维在基体中的随机取向与有效锚固机制。 在力学性能方面，详细介绍了UHPC的拉伸应力-应变曲线（如双线性或多线性本构模型），以及其高韧性和抗冲击能力的机理。讨论了UHPC在预应力构件中的应用，包括UHPC腱体锚固技术、极限抗裂控制，以及UHPC在复杂应力状态下的耐久性评估方法（如抗氯离子渗透性测试）。 第五章：纤维增强复合材料（FRP）在结构加固与新建中的应用 本章侧重于碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）和芳纶纤维（AFRP）在土木工程中的应用潜力。内容细分为： 1. FRP增强与修复技术：探讨了湿粘结法、预应力筋等技术在既有桥梁和建筑病害修复中的应用规范和设计校核要点。重点分析了粘结界面性能（如剪切滞后效应）的建模。 2. FRP结构构件：研究了FRP棒材替代钢筋在钢筋混凝土中的应用，探讨了FRP筋材的长期蠕变效应、耐碱性以及在海洋环境下的长期性能退化模型。 第六章：智能结构材料与自适应系统 本部分面向未来结构工程。内容涵盖了形状记忆合金（SMA）在结构消能与自复位系统中的应用原理，包括SMA的复杂本构关系（如Tanaka模型或Brinson模型）的建立与求解。此外，也探讨了利用压电材料进行主动/半主动振动控制的技术路线，以及如何将这些智能材料嵌入到结构体系中，实现结构性能的实时、按需调控。 --- 第三部分：结构健康监测（SHM）与数据驱动的工程决策 随着传感器技术和大数据分析的成熟，SHM已成为现代基础设施管理的核心。本部分提供了一套从数据采集到信息提取的完整框架。 第七章：传感器技术、数据采集与预处理 本章详细介绍了用于结构健康监测的各类先进传感器，包括光纤光栅传感器（FBG）在应变和温度测量中的优势、加速度计（Accelerometer）的高频响应能力，以及激光测距仪在位移监测中的应用。 重点阐述了数据采集系统（DAQ）的同步性要求和抗干扰设计。在数据预处理环节，深入讲解了如何处理环境噪声、基线漂移和传感器误差，包括小波变换（Wavelet Transform）在信号去噪和故障特征提取中的应用。 第八章：基于模态识别的损伤检测方法 损伤识别是SHM的核心目标。本章详细阐述了基于模态参数识别的损伤定位与评估技术。内容包括： 1. 频域识别方法：如峰值拾取法和频响函数（FRF）拟合法。 2. 时域识别方法：重点介绍基于状态空间模型的识别算法，如卡尔曼滤波（Kalman Filter）和扩展卡尔曼滤波（EKF）在参数实时估计中的应用。 3. 损伤指标构建：讲解了如何利用模态频率变化率、振型曲率变化等指标来量化损伤的严重程度和位置，并讨论了这些指标对结构非线性行为的敏感性。 第九章：可靠性评估、寿命预测与智能维护策略 本章将前述的监测数据转化为可执行的工程决策。内容涉及基于概率的结构可靠性理论（FORM/SORM），将材料老化、荷载不确定性与健康监测数据相结合，建立动态可靠性指标。 最后，本章探讨了基于状态的维护（CBM）策略。通过对结构疲劳损伤累积的实时跟踪，结合剩余使用寿命（RUL）预测模型（如随机过程模型），指导工程师制定最优的维护干预时间点，从而最大化基础设施的经济效益和安全性。 --- 本书面向的读者应具备坚实的材料力学、结构力学基础，并对有限元分析有初步了解。全书的论述风格严谨，图表丰富，旨在成为结构工程领域高阶研究与工程实践的必备参考手册。
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