斜拉桥拉索损伤以及断索对桥梁的影响

摘要

随着科学技术的发展，斜拉桥也发展迅猛，越来越多的大跨径桥梁被修建和设计，但是桥梁的安全性和耐久性越来越受到重视，本文对斜拉桥拉索的损伤以及断裂对桥梁承载力的影响做了初步的分析，在前人的理论和实践基础上进行完善，探寻某种规律，为桥梁在役时期的监测与维护提供一定的理论基础。
　　目前有关斜拉桥拉索安全性、耐久性问题领域的研究工作主要还停留在斜拉索结构的健康监测方面，而斜拉索使用寿命评估等后期管理维护的研究也有待进一步完善。桥梁钢索的破断，为随机载荷与随机介质及其某些耦合下的腐蚀疲劳、应力腐蚀、机械疲劳、氢脆等的共同行为;非简单的载荷作用，单一的锈蚀所致。总体看来，对斜拉索破断行为的研究还是凤毛麟角，主要是通过对设计阶段的审查、施工阶段的监控以及科学合理的保养方式来控制斜拉索。所以对斜拉桥拉索损伤断裂对桥梁承载力的影响研究很有必要。
　　首先对斜拉桥的发展进行了详细的阐述，分别介绍斜拉桥的结构特点，发展趋势。然后对斜拉索断裂会对全桥造成的影响进行了阐述，对危险性理论也进行了详细的阐述和介绍，尝试提出一些有效的分析思路。在斜拉桥危险性分析成果以及现场检测，实时监测等一系列的成果下，根据查阅的资料对斜拉桥健康监测进行了理论模型的推导;详细阐述了两种因果分析的模型以及其理论方法，并运用集成融合分析了监测系统的组成与实践，构建完整的监测系统。
　　然后运用软件MIDAS CIVIL对某斜拉桥进行建模分析，模拟计算了多种断索组合工况下对主梁、索力等的影响情况，分析不同情况下对索力，主梁线形，主梁应力的影响，研究不同工况下对结构的敏感程度，罗列出计算成果并归纳总结其规律。根据分析结果提出可行的监测方案和检测方法，其中特别是对主梁挠度、主梁应力以及索力的监测，对今后斜拉桥的监测和维护有一定的参考价值。最后对现行的监测方案及方法进行了介绍及对比，认为不可以单一使用，而应组合成一个系统进行监测，才能达到比较好的效果。对于桥梁的运营状态达到提前预警的目的。

目录

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摘要

第一章 斜拉桥的历史及演变

1．1 国内外斜拉桥的发展历程

1．2 斜拉桥的结构特点

1．3 斜拉桥的发展趋势

1．4 斜拉桥拉索简介

1．4．1 斜拉索的结构布置形式

1．4．2 斜拉索力学性能

1．5 既有大型斜拉桥拉索损伤及断裂概况

1．6 斜拉索损伤断裂对结构的影响研究现状

1．7 本文的主要研究工作

第二章 大跨斜拉桥断索危险性理论分析

2．1 关于斜拉桥危险性的探讨

2．1．1 结构危险性的介绍

2．1．2 单元危险性分析

2．1．3 总体危险性分析

2．2 危险性的具体分析及应对策略

2．3 结构监测因果分析模型

2．3．1 基于遗传模拟退火算法的健康诊断分析模型

2．3．2 基于偏最小二乘回归法的健康诊断分析模型

2．3．3 集成融合结构健康诊断的原理和体系

2．4 本章小结

第三章 斜拉桥模型建立与分析

3．1 实桥简介

3．1．1 工程概况

3．1．2 桥梁现状

3．2 斜拉桥仿真模型建立的原则和方法

3．3 斜拉桥模型的建立

3．4 本章小结

第四章 某斜拉桥断索危险性研究

4．1 斜拉索断索的组合方式

4．2 拉索断裂对索力的影响

4．3 拉索断裂对桥梁线形的影响

4．4 拉索断裂对主梁应力的影响

4．5 拉索断裂对桥梁动力性能的影响

4．6 索的损伤对桥的静力特性的影响

4．6．1 对主梁的影响

4．6．2 对主塔的影响

4．7 本章小结

第五章 斜拉桥断索危险性的健康监测

5．1 斜拉索系统主要病害

5．1．1 索体护套损伤

5．1．2 索内钢丝腐蚀破坏

5．1．3 拉索锚具损伤

5．1．4 拉索振动引起的损伤

5．1．5 拉索防水系统损坏

5．2 斜拉桥拉索的检测方法

5．2．1 索体外观检查

5．2．2 断丝无损检查

5．2．3 索力检测法

5．3 斜拉桥实桥的健康监测

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果