连续梁桥安全评价与健康监测.pdf

长安大学
硕士学位论文
连续梁桥安全评价与健康监测
姓名:蒋永祥
申请学位级别:硕士
专业:建筑与土木工程
指导教师:宋一凡
20110610
摘要桥梁安全性评价的常用算法,包括层次分析法、模糊综合评价法、人工神经网络法、特法等特点。在此基础建立了对连续梁桥安全评价与健康监测体系,分别给出了连续梁桥上部结连续梁桥健康监测系统,在微软随着现代交通量日趋增大,大量桥梁出现病害,桥梁安全隐患常造成桥梁损坏导致重大经济损失和人身伤亡事件发生,对旧危桥进行检测评价和安全预警研究就显得尤为迫切和重要。经过长期使用的结构难免也会因各种原因使结构发生各种各样的损伤,存在不同程度的病害和缺陷。需要维修、加固和改造。在维修加固前均需对其进行合理的检测和评价,得出桥梁的实际工况和承载能力,分析病害、损伤的成因,从而提出有效的维修加固措施。本文在调研既有桥梁安全评价和桥梁健康监测系统已有研究成果的基础上,介绍了尔斐专家评价法。分别介绍了各个算法的含义、步骤及优缺。根据结构健康监测系统结构监测、系统识别及结构评估于一体的综合监测系统的特点,研究了被普遍认同的集系统识别、振动测试技术、信号采集与分析等多学科技术于一体的实验模态分析方法,分析了结构整体检测对比分析法、人工神经网络法、专家系统法、模式识别法、模糊数学构、桥墩和基础的安全评价指标,指出了连续梁桥的重点监控部位是上部承重构件、墩台身、墩台基础、支座等影响连续梁桥结构受力和使用寿命的部件。以某三跨预应力混凝土箱梁桥为依托工程,采用应变仪、静力水准仪进行桥梁应变测量监测、桥梁挠度测量、桥梁裂缝测量。根据监测内容分析及监测方法的分析,建立环境下开发了健康监测系统。关键词:桥梁;安全评估;健康监测;局部监测;整体监测
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第一章绪论选题背景对旧危桥进行检测评价和安全预警研究就显得尤为迫切和重要。等损伤。在’年桥龄的钢筋混凝土桥中,有%的桥梁上部结构至少有一处严重损随着现代理论研究的不断深入,以及建桥技术的成熟和完善,各种新材料、新工艺修建的桥梁层出不穷,但随着时间的推移,任何公路桥梁最终都将成为旧桥;经过长期使用的结构难免也会因各种原因使结构发生各种各样的损伤,存在不同程度的病害和缺陷,需要维修、加固和改造。在维修加固前均需对其进行合理的检测和评价,得出桥梁的实际工况和承载能力,分析病害、损伤的成因,从而提出有效的维修加固措施。公路桥梁工程造价高,在公路运输中发挥着重要的作用,因此,在建桥过程中,总是采取各种措施确保工程质量。尽管如此,公路桥梁长期在自然环境笃础⑽露取⑹6缺化褪褂没肪荷载作用频率增加、材料与结构的疲劳淖饔孟拢鸾ゲ鸹迪窒蟆二十世纪六、七十年代修建的设计荷载标准较低的公路桥梁,已经营运了’年,但仍在使用,在交通量日趋增大,荷载日益增加的今天,旧危桥的检评任务十分繁重,全部推倒重来的思想既不现实,也不科学。在不断提升公路技术等级的改造和改建过程中,大量桥梁出现病害的情况在一些发达国家,如美国、日本、西欧和北欧等国家相当严重。譬如:美国白’年共用晔奔涠匀ü,有%以上都有不同程度的损坏。又如:联邦德国与年至年两年内,对一个州内的嘧纸罨凝土和预应力混凝土公路桥作了全面检查,发现桥龄在’年的钢筋混凝土桥中,有%的桥梁上部结构至少有一处严重损伤,%至少有一处重要损伤,%至少有一处中伤,%至少有一处重要损伤,%至少有一处中等损伤。在“年桥龄的钢筋混凝土桥中,有サ那帕荷喜拷峁怪辽儆幸淮ρ现厮鹕耍ブ辽儆幸淮χ匾K鹕耍ブ辽儆一处中等损伤。而预应力混凝土的损伤情况比钢筋混凝土的损伤情况更为严重,’年桥龄的预应力混凝土桥,有近%的桥梁上部结构至少有一处重要损伤。桥梁病害分析图如图所示。长安大学硕士学位论文
桥梁安全性评价研究现状国际上,桥梁安全隐患常造成桥梁损坏导致重大经济损失和人身伤亡事件发生,如年俄亥俄河上的一座主要桥梁倒塌,致人丧生;年美国康涅狄格州的江高速公路大桥因桥梁腐蚀和交通循环载荷引起的疲劳而突然倒塌,桥上数部车辆堕入江中,造成伤;年韩国汉城市中心的圣水特大桥也因内部损伤突然倒塌。美国明尼苏达州横跨密西西比河的大桥在年日晚突然坍塌,酿成重大事故。证实有嗽谒攀鹿手兴劳觯嗳耸苌耍碛嗳耸ё佟K攀鹿识悦国社会造成的冲击是巨大的。明尼苏达州这座年的老桥坍塌不是偶然的,桥梁专家多年前就“诊断”出它在结构设计上有问题。该州政府于年向联邦政府运输部提交过桥梁“体检”报告。旰螅耸洳烤荽硕郧帕骸敖】底纯觥苯衅拦溃年认定它存在“结构性缺陷”。尽管如此,有关方面并未对它采取任何“救治”措施。一般认为,结构的可靠性包括其安全性、适用性和耐久性。桥梁安全性指桥梁在各种作用下