青草背特大悬索桥静力特性监测研究

摘要

随着经济的不断发展和科学技术的不断进步，桥梁的跨度不断增大，而且结构形式也日趋复杂，如此一来桥梁营运期间的健康监测就显得尤为迫切和必要。
　　青草背大桥作为重庆三环路重要的大桥，该桥建成后将承担繁重的交通任务，超载情况常见，从而导致桥梁强度和刚度随时间的增加而降低，这不仅会影响安全行车，更会使桥梁的使用寿命缩短。所以在青草背大桥上面设置营运期间健康监测系统是非常必要的。传感器系统是整个健康监测体系中非常重要的组成部分，其中传感器在结构中布设位置则特别重要。本文以涪陵青草背长江大桥为工程背景，以本桥静力特性监测为研究对象，重点探讨了其健康监测系统中静力传感器系统的布置。
　　首先，采用有限元软件Midas/civil2010建立全桥模型对结构进行静力分析，并在此基础上分析了结构在典型荷载作用下的主要静力响应，找到结构的关键部位。以全桥有限元模型分析结果为主，再结合类似悬索桥的营运期间监测经验，确定其位移、索力、应力及温度的传感器布置方案。
　　其次，对该桥静力监测项目与相应布置位置进行汇总，并结合当前传感器的发展水平，找到适合本桥的静力传感器类型。
　　最后，对层次分析法进行简单介绍，论述层次分析法的基本原理与步骤，讨论变权层次分析法在青草背长江大桥健康监测结构综合评估中的应用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外桥梁健康状况分析

1．2 桥梁健康监测系统及其研究现状

1．2．1 桥梁健康监测系统的构成

1．2．2 桥梁健康监测研究及应用现状

1．3 本文主要研究内容

1．3．1 本文研究的目的和意义

1．3．2 本文研究的主要内容

第二章 悬索桥健康监测相关内容

2．1 悬索桥主要病害

2．1．1 缆索系统主要病害

2．1．2 主塔病害

2．1．3 主梁病害

2．1．4 支座病害

2．2 悬索桥健康监测日常周期检测内容

2．3 悬索桥健康监测的内容

2．3．1 常见桥型健康监测的监测部位及监测内容

2．3．2 大跨悬索桥的主要监测项目

2．4 本章小结

第三章 青草背长江大桥静力特性分析及监测方案

3．1青草背长江大桥工程概况

3．1．1 工程概况

3．1．2 技术标准

3．2 静力分析有限元模型的建立

3．2．1 计算荷载及结构参数

3．2．2 Midas空间有限元模型的建立

3．3 青草背长江大桥静力特性监测方案的确立

3．3．1 位移监测

3．3．2 应力监测

3．3．3 索力监测

3．3．4 温度监测

3．4 本章小结

第四章 青草背长江大桥健康监测传感器系统组成

4．1 悬索桥健康监测系统的设计概要

4．2 悬索桥传感器布置的相关内容

4．2．1 传感器选型原则

4．2．2 传感器布置的主要依据

4．2．3 一般测点的优化布设

4．3 青草背大桥静力传感器系统的组成

4．3．1 监测项目汇总

4．3．2 传感器的选择

4．4 本章小结

第五章 基于层次分析法的结构状态评估方法

5．1 层次分析法简介

5．2 层次分析法的基本原理与步骤

5．2．1 明确对象并选定有关因素

5．2．2 递阶层次结构的建立

5．2．3 构造各层的判断矩阵

5．2．4 分层与底层权值的计算

5．2．5 检验判断矩阵的一致性

5．3 变权的层次分析法

5．3．1 均衡函数调整法

5．3．2 评估项目缺失时的权重分配调整

5．4 变权层次分析法在青草背长江大桥评估中的应用

5．4．1 评估层次的划分

5．4．2 评估权重的确定

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 取得的主要成果

6．2 后续研究工作展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果