中小型桥梁实时监测与人工检测相结合的评估方法研究

摘要

目前中小型桥梁主要以传统的人工为主，它很难准确的对桥梁进行评判，而利用状态监测系统的中小型桥梁主要以关键位置的监测为主，监测内容不尽完善，评估方法相对匮乏，针对各自的缺点，如何结合两者对桥梁准确地进行状态评估是当前学术研究的一项十分重要的课题。本文基于MATLAB软件编制相关程序，对状态监测数据进行预处理及分析，实现了对工程实例的监测数据温度、收缩徐变及车辆活载效应的分离，从而挖掘在零活载状况下桥梁结构响应信息。根据人工检测数据对监测数据分析结果进行验证，并结合两者对桥梁进行运营状态评估。
　　本研究主要内容包括：①介绍桥梁状态监测的背景、发展现状及现有的桥梁评估理论，阐述了实时监测数据预处理与分析方法理论。②介绍中小型桥梁状态监测系统应具备地要求及方案设计原则、监测位置选择及监测内容;本文依托的工程实例监测项目在监测跨每片梁布置了1个应变传感器，2片梁布置了挠度度传感器，3片梁布置了裂缝监测传感器，每个传感器均自带温度监测，在监测时间段内监测系统运行正常。③运用数据预处理及分析方法对应变、挠度监测数据进行处理，获得在零活载作用下应变和挠度信息，并对特征信息进行统计及规律分析。结果表明在监测时间段内桥梁主梁挠度增量稳定在理论值1/60～1/40，且均未未出现明显变化趋势;两片梁存在负应变，其余主梁应变增量大约为理论值的1/60～1/8，并且均存在不同程度缓慢变小趋势。④分析裂缝监测数据，裂缝最大宽度未超过规范给定的限值，裂缝宽度与温度、倾角的存在函数关系，并且裂缝宽度在恒载及活载作用下变化很小。⑤对比监测时间段前后人工检测数据，桥梁在两次中病害结果大致相当，桥梁未发生明显损伤;根据桥面线形分析结果、裂缝检查数据对挠度、应变监测数据分析结果进行验证，结果与监测数据分析结果相当吻合。⑥基于养护规范中常规综合评估方法，结合监测及人工检测对该桥进行评分，该桥整体技术状况指数BCI=86.72，技术状况等级为B级，为良好状态;在现行的桥梁运营条件下，桥梁结构及裂缝宽度均能满足当前承载状况，但裂缝有增长的趋势应给与足够重视并采取措施进行修补。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 中小型桥梁结构运营状态监测的背景

1．3 基于实时监测数据的桥梁的运营状况评估方法研究概述

1．2 国内外桥梁结构状态监测发展现状

1．3．1 运营状态监测数据处理分析研究现状

1．4 课题研究的意义和目的

1．5 本文研究的主要内容

第二章 长期实时监测数据预处理与分析方法

2．1 概述

2．2 实时监测数据预处理

2．2．1 数据可靠性处理方法

2．2．2 数据的平滑处理方法

2．3 实时监测数据分析

2．3．1 监测数据温度效应分离

2．3．2 收缩、徐变效应数据分离

2．3．3 活载效应数据分离

2．3．4 数据统计及规律分析

2．4 本章小结

3．1 概述

3．2 系统监测方案设计

3．2．1 监测系统的设计原则

3．2．2 监测内容的确立

3．2．3 监测设备传感器布设

3．3 工程实例项目状态监测系统介绍

3．4 本章小结

4．1 概述

4．2 工程实例监测数据预处理

4．2．1 数据预处理过程

4．2．2 预处理分析结果

4．3 工程实例监测数据分析

4．3．1 应变、挠度数据效应分离

4．3．2 数据统计及规律分析

4．3．3 应变、挠度数据分析结果

4．3．4 裂缝宽度监测数据分析

4．4 监测数据综合分析结果

4．5 本章小结

第五章 结合人工检测及监测数据的桥梁运营状况评估

5．1 概述

5．2 人工检测结果

5．2．1 新村中桥2013年人工检测结果

5．2．2 新村中桥2015年人工检测结果

5．2．3 人工检测结果对比

5．3 结合人工检测及监测数据对桥梁进行运营状态评估

5．3．1 线形评估

5．3．2 应变评估

5．3．4 状态综合评估

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 进一步工作的展望

致谢

参考文献

在校期间发表的论著及取得的科研成果