重庆菜园坝长江大桥系杆评估方法研究

摘要

在桥梁的建造和长期服役过程中，由于受到车辆、风、人为等外部因素以及材料性能的退化、疲劳效应等内部因素的影响，桥梁结构的安全性、适用性和耐久性有很大的降低，因此，桥梁健康监测及安全评估尤为重要。 重庆菜园坝长江大桥是迄今为止世界上跨度最长的系杆拱桥，该桥的两根边系杆和一根中系杆将南北两岸的Y型刚构和中间的拱肋连成一个受力整体，构成该桥的主结构，因此系杆是该桥关键受力部位构件之一。本文以重庆菜园坝长江大桥为工程背景，讨论了该桥系杆的静、动态评估指标及其阈值，为桥梁安全评估方案的确定提供重要的参考依据。 本文将系杆的断丝、锈蚀及锚具等破坏形式等效为系杆截面的损失。针对系杆截面的损失，研究了在不同工况下结构静力响应及整体动力特性的变化规律。主要研究内容为： 1) 分析了恒载、轻轨、汽车和温度作用工况下，随着系杆截面损失的增大，系杆索力和桥梁各监测点内力及位移的变化规律，确定了评估系杆安全状态的评估指标。 2) 在计算分析的基础上，将系杆安全评估指标按正常状态、一般观察、一般预警和严重预警四种状态进行量化，初步确定系杆监测系统的静态评估阈值。 3) 在分析系杆截面损失时桥梁整体结构的动力特性变化规律的基础上，指出系杆损失引起的整体结构频率及振型的变化很小，不宜作为索力动态评估的“动力指纹”。