硕士论文--斜拉桥结构健康监测系统中压力场挠度监测方法的研究.pdf

摘要世纪年代以来,在国内外众多桥梁结构倒塌损毁事故的警示下,各个国家对桥梁结构的安全都非常重视,做了许多桥梁检测和评估工作。早期的桥梁检测工作一般都需要封闭交通,并且对于桥梁结构的损伤不能在它产生初期在桥梁工程上建立一个长期的、实时的、能及时采集到桥梁结构信息并分析结桥梁结构的变形是桥梁最直接和最直观的安全指标之一,在桥梁结构健康监测系统中,桥梁结构的变形监测常被列为最主要的监测内容之一,而传感器系统又是桥梁结构健康监测系统的基础组成部分。本文介绍了各种桥梁挠度监测系统的工作原理和特点,最后着重介绍了压力场挠度监测系统的原理和组成。传感器系统的精确性直接决定着整个健康监测系统的优劣,本文使用流体有限元软件对压力场挠度系统进行数值模拟分析,采用三维雷诺时均方程描述,用标准徽纪牧髂P湍D馐导使芰鳎隹诓捎肰方法处理。压力管部分利用投窦际跏蛊湎履永茨D馇帕航峁鼓佣炔蹋诖过程中,计算得到每一个时间步时的压强和竖向挠度,然后统计分析压强与挠并进一步通过数值模拟计算来分析各种因素对压力场挠度系统的压挠相关性的影响,主要讨论的因素包括挠度产生的时间、挠度幅值的大小、压力管内壁的粗糙高度和两端水箱的水位高度。然后分析了在实际工程中,不同压力管最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键词:斜拉桥,健康监测,压力场挠度监测系统,,相关性就及时发现并维修。随着现代传感技术、数据通信技术和计算机技术的发展,构状态的监测系统成为目前一个研究热点。度之间的相关性。布置方式的系统的性能。
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第乱论文背景随着我国国民经济的蓬勃发展和孝会的飞跃进步,为了加快经济建设步伐和提高人民生活水平,国家加大了对基础设施建设的投入。过去年间,全国各地的各种铁路和公路建设项目如雨后春笋,而各种桥梁正是这些交通枢纽的关键性獭V兰统酰夜帕篢程领域的成就不仪体现存预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造以及对超大跨度桥梁的探索,而且还反映丫桥梁上程师对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。近年来桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料、新工艺的开发推动了大跨度桥梁的发展Ⅲ;同时,随着人们埘大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注,桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。桥梁监测的数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息,并可用于深人研究大跨度桥梁结构及其环境中的未知或不确定性问题,同时也可服务于桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究。化、荷载的长期效应和疲劳效应、自然灾害冈素的突变效应等共同作用下将不可避免地导致结构系统的损伤积累和抗力衰减,极端情况下可能引发灾难性的突发事故。累积损伤是一个缓慢的过程,到一定程度就引起破坏,影响安全和使用昭F渲衅@鸵壮鱿衷谑艿浇槐浜稍氐暮附痈纸峁怪校馐丛蚧郝跋旄纸构或者混凝土结构中的钢筋,而混凝士的碱骨料反应则使混凝土承载能力蜕化。但在累积损伤的情况下,人们不知道损伤发生存哪里,也不知道什么时间损伤就会影响使用和安全,只能靠长期连续的伞面临测,因此监测只能在正常交通情况下进行,而不得影响桥梁的正常使用。因此对于已经修建完成的、特别是经过一定时间运营的桥梁的维护和管理是非常必要的和重要的,有利于确保桥梁的安伞运营、延长桥梁的使用寿命、保证工程投资的效益等;另外通过早期发现桥梁病害能大大节约维修费用,可以避免因关闭交通引起的重大损失。按照年律У墓矣泄厍帕汗こ萄す娣兑G螅陨虾J行姓域所辖的桥梁进行更系统、更科学的管理已经提到议事日程。为了对问题的探各种桥梁的使用期一般都长达儿十年、甚至上百年,在环境侵蚀、材料老
研究现状索和深入研究,上海市市政工程管理局科技发展基金根据上海市政工程管理处与同济人学联合提出以上海恒丰北路立交桥为依托工程,批准进行人跨径桥梁的结构健康监测系统的研究市项。本文以恒丰北路立交桥一卜桥结构健康监测系统为研究背景,主要探讨采用新型压力场挠度监测方法在斜挣桥健康监测系统巾的应用,它的原理是使用液压传感器和连通管系统来测量挠度,本文卞要通过理论计算和分析,对该方法的一挠柏关性、精确性、灵敏度等进行论证、分析和研究。桥梁健康监测系统最早可以追溯到第问澜缁鹫揭郧埃笔本陀腥丝悸至呵帕旱男薷春颓共猓敲挥行纬杀曜己拖低车墓娉獭S捎诓欢戏⑸帕菏效和倒塌事故,上世纪五十年代开始,美国和其它一些国家相继建立了桥梁检测的一些标准,于是产生了第一代的桥梁健康检测。年月,俄亥俄河上的‘座主要桥梁倒塌,导致人丧生,这推动了桥梁健康检测产生蕈大发展,年,美国制定’仪帕杭觳獗曜峁┘觳夥椒ǖ南附凇⒓觳馐间问隔和检测人员资格的统一的指导。随后,世界,卜很多国家也都开展了棚关方面的研究,如芬兰、加拿大、丹麦、墨西哥、挪威、韩同等,