研究所简介

发布者：建筑与土木工程学院发布时间：2023-11-13浏览次数：60

一、研究所简介

桥梁工程研究所成立于1998年，是西华大学建筑与土木工程学院重点支持的科研机构。研究所现有科研、管理人员共12人，9人具有博士学位，其中教授2人，副教授8人，讲师2人。目前，研究所成员中，包含四川省省属高校科研创新团队学术带头人，中国空气动力学会风能空气动力学专业委员会委员、中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会理事等。在逾20年的发展历程中，研究所紧密结合国家需求，服务地方建设，建成了一支学术水平较高、科研能力较强、研究方向稳定、具有一定影响力的科研学术队伍。完成国家自然科学基金项目、863计划项目、铁道部科技重大基金项目、博士点基金等国家以及重大工程科研项目30余项。获四川省科技进步一等奖1项。发表SCI论文30余篇。

研究所现有大模型动静加载试验平台、大尺寸三轴与中等模型试验动静加载试验平台（最大加载频率50 Hz）、振动台(台面尺寸3m×3m)、环境与荷载耦合加载系统、动单剪试验仪、X射线衍射仪、共振柱等试验设备，可支持开展各种类型桥梁工程试验。

二、机构设置

序号

姓名

职务

联系方式

办公地点

1

刁砚

所长

15708431779

6d-202

2

邹宇

副所长

18901755510

6d-202

3

王文奇

副所长

13880894554

6d-202

4

程震宇

副所长

18224024699

6d-202

5

向天宇

研究员

13018204466

6d-202

6

黄林

研究员

13688386668

6d-202

7

李丽

研究员

13980097034

6d-202

8

蒋华

研究员

13880058597

6d-202

9

杨毅

研究员

18123398661

6d-202

10

黄敬林

研究员

13688393952

6d-202

11

李章树

研究员

13689026480

6d-202

12

李娅

研究员

13458566519

6d-202


三、研究方向

研究所目前正在开展的研究内容和涉及到的研究领域主要有：既有桥梁检测及加固技术、新型工业化装配式桥梁研发与应用、高性能混凝土组合桥面板疲劳性能、沥青路面及桥面铺装等。

1、既有桥梁检测及加固技术

（1）面对我国桥梁工程材质、损伤、缺陷和受力状态的检测需求，研究和发展桥梁永久荷载作用下受力状态非破损检测技术及配套装备，发展桥梁损伤和缺陷的可视化检测诊断方法及装备体系，构建服役桥梁材质状况高精度量化无损检测技术体系，以支撑我国桥梁养护和安全保障水平的提升。

（2）研究完善桥梁加固设计的理论和方法，探索模式化加固技术和整体替代技术，通过快速拆解移走旧梁、架设新梁，实现对服役桥梁的快速加固与替换。

（3）研究完善桥梁灾后应急装备与修复技术。针对不同类型的桥梁常规灾害，研究采用适宜的紧急修复方法，以其期在时效性、安全性和经济性上取得较好平衡。

2、新型工业化装配式桥梁研发与应用

以目前先进的装配式桥梁技术作为研发核心，全心致力于研发桥梁结构工厂化制造、机械化装配和标准化管理的成套集成技术、工艺、材料和设备，和社会各界一道推动桥梁建造的优质化、集约化、环保化和工业化，并藉此带动相关产业链的发展和产业技术工人的培育，实现预制装配技术在桥梁领域的产业推广。

3、高性能混凝土组合桥面板疲劳性能

该方法基于粘弹塑性理论，在高性能混凝土组合桥面板疲劳性能试验的基础之上，首先建立了高性能混凝土的轴拉疲劳应变预测方程，基于此推导了疲劳变形模量计算式和轴拉疲劳损伤计算式，再结合材料的轴拉S-N曲线，发展了高性能混凝土单轴受拉疲劳模型来描述高性能混凝土材料的单轴受拉疲劳性能。

根据弹性地基梁理论，构建了高性能混凝土中栓钉的静力与疲劳性能统一评估方法。确定了抗剪承载力计算式，推导了荷载-滑移曲线和抗剪刚度等关键力学指标的解析表达式。建立了高性能混凝土中栓钉的力学性能退化模型。发展了基于名义主应力法的高性能混凝土中栓钉的疲劳性能评估方法；将高性能混凝土单轴受拉疲劳模型和栓钉的力学性能退化模型与有限元方法相结合，建立了可考虑钢-混组合效应退化的高性能混凝土组合桥面板时变疲劳分析方法。基于此，对高性能混凝土组合桥面板疲劳性能试验进行分析，阐明了结构疲劳性能经时演化机制，量化了关键受力构件力学性能退化对结构疲劳性能的劣化效应；推导了纵向和横向标准截面中各类截面特性指标计算式，确定了钢-混组合梁（板）两端的弯矩和剪力计算式，建立了荷载-滑移变形协调力学模型，据此提出了高性能混凝土组合桥面板疲劳性能理论分析方法。

4、沥青路面及桥面铺装

（1）采用新型国产ACMP温拌改性沥青，创新性地采用扫描电镜、荧光电镜、原子力显微镜等方法研究其微观、纳观结构，创新性地采用红外光谱、能谱分析、核磁共振谱等手段分析其分子结构，从多学科角度研究温拌改性沥青的温拌机理、改性机理。研究了温拌沥青兼具改性功能的可行性及其工程意义。

（2）首创将基于灰色系统理论的MATLAB软件编制程序的方法应用于预测温拌改性沥青路面的使用寿命。该研究成果对于指导沥青路面及桥面铺装养护工作具有现实意义。

（3）研发了用于排水路面的复配改性沥青材料，开展了分子成分、改性机理等基础理论研究，对复配改性沥青及其混合料开展了系统深入的试验和理论研究，评价其性能；结合实体工程分析，为进一步推广提供理论指导和实践依据。

四、代表性研究成果

中心成立以来，承担和完成国家自然科学基金项目、863计划项目、铁道部科技重大基金项目、博士点基金等国家以及重大工程科研项目30余项，累计完成课题经费 1000 余万元，发表SCI学术论文 40 余篇，出版学术专著和教材7部。

科研论文：

SCI检索：

  1. Tianyu Xiang, Rui Yi, Siyu Zhu, Yongle Li, Xinyu Xu, Stochastic response analysis of uncertain train–bridge interaction system by stochastic pseudo excitation method, Probabilistic Engineering Mechanics, 2023(74)

  2. Siyu Zhu, Tianyu Xiang, Structural Damage Identification considering Uncertainties in Nonuniform Measurement Conditions Based on Convolution Neural Networks, Structural Control and Health Monitoring, 2023(8)

  3. Yan Diao, Yi Qin, Jiahao Guo. Experimental investigation on flexural performance of T-joint concrete-filled steel tube with PBL[J].Journal of Constructional Steel Research. 204 (2023) 107802.

  4. Yan Diao*, Jiahao Guo, Shiyi He. Numerical Analysis of CFST Column with PBL Stiffeners under Axial Compression. Processes 2023, 11, 769.

  5. Yan Diao, Long Chen, Yitao Huang. Experimental Study on Mechanical Properties of Concrete Containing Waste Glass and Its Application on Concrete-Filled Steel Tubular Columns. Processes 2023, 11, 975.

  6. Jiahao Guo, Yan Diao*. Experimental behaviors of square concrete filled steel tubular columns with PBL stiffeners[J]. Structures 38 (2022) 1556–1569.

  7. Zou Y., Xu D. Experimental study on shear behavior of joints in precast concrete segmental bridges [J]. Structures, 2022, Vol. 39:323-336.

  8. Zou Y., Xu D. Shear behavior of steel keyed joints in precast concrete segmental bridges under direct shear loading [J]. Structural Concrete,2022,Vol. 23(5): 2710-2731.

  9. Zou Y., Xu D. Mechanical Characteristics of Steel Shear Keyed Joints in the Construction and Finished States [J]. Advances in Civil Engineering, 2021, Vol. 2021:7252122.

  10. Cheng Zhenyu, Zhang Qinghua*, Bao Yi, Wei Chuang, Li Mingzhe, Cui Chuang. Flexural behavior of corrugated steel-UHPC composite bridge decks[J]. Engineering Structures, 2021, 246: 113066.

  11. Wenqi Wang. Assessment of Aging Impact on Wax Crystallization in Selected Asphalt Binders.Materials.2022,15,8248

  12. Wenqi Wang. Effects of Wax Molecular Weight  Distribution and Branching on Moisture Sensitivity of Asphalt Binders.Materials.2022，15，4206.

  13. Cheng Zhenyu, Zhang Qinghua*, Bao Yi, Jia Donglin, Bu Yizhi, Li Qiao. Analytical models of frictional resistance between cable and saddle equipped with friction plates for multispan suspension bridges[J]. Journal of Bridge Engineering, 2018, 23(1): 04017118.

  14. Zhang Qinghua, Cheng Zhenyu*, Cui Chuang, Bao Yi, He Jing, Li Qiao. Analytical model for frictional resistance between cable and saddle of suspension bridges equipped with vertical friction plates[J]. Journal of Bridge Engineering, 2017, 22(1): 04016103.

  15. Zhang Qinghua, Per Shilin, Cheng Zhenyu*, Bao Yi, Li Qiao. Theoretical and experimental studies of the internal force transfer mechanism of perfobond rib shear connector group[J]. Journal of Bridge Engineering, 2017, 22(2): 04016112.

  16. Tianyu Xiang, Cheng Yang, Gangyun Zhao, Stochastic creep and shrinkage effect of steel-concrete composite beam, Advances in Structural Engineering, 2015, 18(8): 1129-1140.

  17. Bin Du, Lin-Ru Zhao, Tian-Yu Xiang, Fu-Chao Zhao, Impact of aggregate content and tube thickness on semilightweight aggregate concrete filled steel tube subjected to uniaxial compression, Structural Concrete. 2021;1–12.

  18. Yulin Zhan, Siji Lu, Tianyu Xiang, Tao Wei, Application of convolutional neural network in random structural damage identification, Structures, 2021, (59): 570-576.

  19. Siyu Zhu,Tianyu Xiang, Dynamic Reliability Evaluation by First-Order Reliability Method Integrated with Stochastic Pseudo Excitation Method, International Journal of Structural Stability and Dynamics, 2021, (3): 1-18.

  20. Siyu Zhu,Tianyu Xiang, Yongle Li, An advanced pseudo excitation method and application in analyzing stochastic wind-induced response of slender bridge tower, Advances in Structural Engineering, 2019: 1-12.

  21. Siyu Zhu,Yongle Li,Koffi Togbenouc, Tianyu Xiang, An advanced algorithm to study the effect of uncertainties on the stochastic performance of high-pier bridge under earthquake, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2019, 126(11): 1-9.

  22. Siyu Zhu, Yongle Li, Koffi Togbenou, Tianyu Xiang. An efficient optimization algorithm to study the stochastic responses of vehicle-bridge coupling system, Computing in Science and Engineering, 2019, 21(3): 6-17.

  23. Siyu Zhu, Yongle Li, Koffi Togbenou, Chuanjin Yu and Tianyu Xiang, Case study of random vibration analysis of train-bridge systems subjected to wind loads, Wind and Structures, 2018, 27(6): 399-416.

  24. Bing Han, Tianyu Xiang, A new computational framework for the Bayesian prediction of the long-term deflection of concrete structures, Engineering Structures, 2017, 142: 46-55.

  25. Cheng Yang, Tianyu Xiang, Bin Du, Stochastic long-term behaviors of reinforced concrete arch bridge, Advances in Structural Engineering, 2017, 20(10): 1560-1571.

  26. Bing Han, Tianyu Xiang, Axial compressive stress-strain relation and Poisson effect of structural lightweight aggregate concrete, Construction and Building Materials, 2017, 146: 338-343.

  27. Tengfei Xu, Tianyu Xiang, Renda Zhao, Guotao Yang, Cheng Yang, Stochastic analysis on flexural behavior of reinforced concrete beams based on piecewise response surface scheme, Engineering Failure Analysis, 2016, 59: 211-222.

  28. Yulin Zhan, Zhongguo John Ma, Renda Zhao, Guifeng Li, and Tianyu Xiang, Interface

  29. Behavior between Steel and Concrete Connected by Bonding, Journal of Bridge Engineering, 2016, 21(6)

  30. Tengfei Xu, Tianyu Xiang, Yulin Zhan, Renda Zhao, Reliability analysis of circular concrete-filled steel tube with material and geometrical nonlinearity[J], Advanced Materials Research.


部分EI收录和中文核心：

  1. 张清华, 程震宇, 邓鹏昊, 李明哲,魏川. 新型钢-UHPC组合桥面板抗弯承载力模型试验与理论分析方法[J]. 土木工程学报, 2022, 55(3): 47-64. (EI收录)

  2. 邹宇, 端木祥永, 宋冰泉, 等.预制节段桥梁钢榫键接缝剪切性能及工法设计[J].土木工程学报,2022,55(10):62-71. (EI收录)

  3. 邹宇, 柳惠芬, 徐栋, 等.预制节段桥梁钢榫键接缝直剪力学性能试验 [J].同济大学学报(自然科学版),2022,50(02):212-222. (EI收录)

  4.  程震宇, 张清华, 邓鹏昊, 魏川, 李明哲, 段跃超. UHPC中MCL形组合销的抗剪性能[J]. 中国公路学报, 2021, 34(8): 205-217. (EI收录)

  5. 占玉林，杨伟，向天宇，赵人达，苏延文，曾永平.温度变化对大跨度钢管混凝土拱桥徐变效应的影响[J]，铁道建筑，2021，61(10)：40-43.

  6.  朱思宇，李永乐，向天宇. 分片响应面法在随机振动响应分析中的应用[J]. 振动工程学报，2020，33(1): 105-110.

  7. 罗雨舟，向天宇，郝柳青.卷积神经网络在结构损伤检测中的应用[J]. 土木工程与管理学报，2020，37(3)：155-161; 173.

[8] 王文奇.基于格子Boltzmann法的透水沥青路面材料水渗流模拟[J].公路交通科技，2019，36(09):1-7.（CSCD核心库，检索号：6562773）

[9] 聚合物复合改性沥青及其胶浆流变性能[J].材料科学与工程学报，2019，37(02):304-308.（CSCD核心库，检索号：6493149）

[10]新型温拌沥青添加剂研发及其沥青混合料疲劳实验研究[J].化工新型材料,2018,46(01):204-206.（CSCD，检索号：6153013）

[11] 张清华, 程震宇, 廖贵星, 卜一之, 李乔. 波形顶板-UHPC组合桥面板优化设计[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(4):670-678. (EI收录)

[12] 张清华, 程震宇, 贾东林, 保义. 悬索桥主缆与鞍座抗滑移安全系数的确定方法[J]. 中国公路学报, 2017, 30(7):41-49. (EI收录)

[13] 钟豪,向天宇.悬索桥竖向自由振动的传递矩阵解[J].应用数学和力学,2019,40(09):991-999.

[14] 蔡少熳，向天宇，赵福超，沈宏任，杜斌，单轴受压下高强次轻混凝土应力-应变关系及泊松效应研究，混凝土，2017(12): 54-57, 62.

[15]王文奇.有机降黏型温拌沥青添加剂研究进展及展望[J]．化工新型材料,2017,45(04):210-212.（CSCD核心库，检索号：5972231）

[16]王文奇.沥青抗疲劳性能新型试验与影响因素分析[J].化工新型材料,2017,45(06):253-255.（CSCD核心库，检索号：6019010）

[17]王文奇.重度聚合物改性沥青蠕变恢复测试参数及评价准则[J].硅酸盐通报,2018,37(01):47-51.（CSCD核心库，检索号：6350312）

[18]王文奇.废机油底渣对沥青的不利影响及机理初探[J]，建筑材料学报,2017,20(04):646-650.（EI，检索号：20173904217638）

[19]王文奇.乳化沥青冷再生混合料路面结构组合设计及其应用研究[J]．公路工程,2017,42(01):13-16+25．（中文核心）

[21]王文奇.γ辐照对回收LDPE改性沥青蠕变恢复特性的影响[J]．公路交通科技,2016,33(12):29-34.（CSCD核心库，检索号：5874202）


著作：

[1] 刁砚.钢管混凝土管节点的应力集中[M].中国建筑工业出版社.2023.06

[2] 向天宇. 工程结构动力特性智慧判别理论与方法[M].中国建筑工业出版社，2023.09.

[3] 向天宇.混凝土与组合结构退化梁非线性有限元[M].人民交通出版社，2014.08.

[4] 刁砚.拱桥检测评估及加固研究[M].四川大学出版社.2013.05.

[5] 刁砚.钢管混凝土拱桥管节点疲劳性能研究[M].西南交通大学出版社，2013.05.

[6] 向天宇.大跨度铁路桥梁[M].中国铁道出版社，2012.03.

[7] 向天宇. 大跨度桥梁[M].郑州大学出版社，2011.09.


课题：

[1] 四川西南交大土木工程设计有限公司宁夏分公司项目：钢管混凝土桥管节点应力集中与疲劳设计的研究，2023。

[2] 四川路桥集团项目：杨梅西江特大桥拉森钢板桩围堰验算咨询服务，2022。

[3] 贵阳国家高新技术产业开发区管理委员会科技计划项目：桥梁结构运营过程中快速智能化检测技术研究，2021。

[4] 四川华腾公路试验检测有限责任公司项目：公路常用桥梁预防性养护技术研究，2020。

[5] 四川路桥集团项目：新金高速XJ25标段大河坝特大桥项目缆索吊装系统验算咨询服务，2021。

[6] 国家自然科学基金：钢桥面板与纵肋焊接细节装配式快速加固协同受力体系的疲劳损伤演化机理，51778533，2018-2021。

[7] 铁四院项目：大跨度预应力混凝土V型墩连续刚构桥V形区受力分析及施工措施研究，2018。

[8]国家自然科学基金：大跨度钢管混凝土拱桥徐变稳定性研究，51678030，2017-2020。

[9] 国家自然科学基金：新型大纵肋正交异性钢板-活性粉末混凝土（RPC）组合桥面板的疲劳破坏机理，51578455，2016-2019。

[10] 贵州省科技厅项目：山区城市大跨度公轨两用悬索桥行车安全性监测与控制关键技术研究，黔科合支撑[2016]2047。

[11] 四川省省属高校科研创新团队：工程结构健康安全性评估和风险预测，16TD0018。

[12] 西华大学重点基金科研项目：Z1510611，偏心受压钢骨高强次轻混凝土构件力学行为研究，2015/09-2018/09。

[13] 机制砂高强混凝土基本力学性能理论和试验研究，贵州省交通运输厅科技项目。（总项目：机制砂高强混凝土桥梁设计关键技术研究，2015-123-041）。

[14] 中央高校基本科研业务费专项资金：预应力钢—混凝土组合结构非线性分析和设计理论研究（SWJTU09CX012）。


发明专利：

  1. 多塔悬索桥主缆索股布置结构[P].（发明专利，CN 108385519B, 2023-09-19）

  2. 考虑车载随机性影响的桥梁校验系数的预测方法（发明专利，ZL 2023 1 0880292.1）

  3. 一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法（发明专利，ZL 2022 1 0611317.3）

  4. 列车桥梁动力分析软件，2021SR1316538

  5. 基于深度学习的桥梁快速损伤识别系统，2021SR1129871

  6. 一种具有体外竖向预应力的混凝土桥梁结构:CN202120369272.4[P].CN215366875U.

  7. 一种对现役混凝土桥梁重建或增设竖向预应力的方法:CN202110183537.6[P].CN112982188A.

  8. 更换病害桥梁体内曲线预应力钢束及加固桥梁结构的方法:CN202110183454.7[P].CN112982187A.

  9. 爪子筋及基于爪子筋结构的防纵筋屈曲的桥墩钢筋构造:202222192086[P].

  10. 车桥系统动力学分析程序软件V1.1，2018SR574337

  11. 悬索工具箱，软著登字第2242467号

  12. 混凝土结构非线性有限元分析软件，2016SR002463

  13. 磁悬浮轨道梁运梁车（实用新型），CN200620036566.0

  14. 磁悬浮轨道梁运梁车（发明专利），CN200610022439.X

  15. 磁悬浮轨道梁（实用新型），CN200620036567.5


获奖：

[1] 邹宇，宋冰泉，王毓晋，等.预制节段桥梁钢榫键接缝直剪力学行为研究[C].2020年全国桥梁学术会议.（获2020年全国公路学会优秀论文）

[2] 向天宇.四川省科技进步一等奖：大跨组合体系拱桥设计、施工关键技术试验研究（2008G031-K）