基于长期监测的大型桥梁维护关键技术研究

摘要

为了在桥梁养护管理过程中更加全面了解桥梁结构整体、局部的健康状况和各种不利因素对桥梁的损伤程度及桥梁自身老化情况,大型桥梁长期健康监测系统应用得越来越广泛。大型桥梁健康监国测信息丰富,能为桥梁的科学评估和养护提供了可靠的依据。但目前,国内外尚无一套基于长期健康监测信息的维护技术。桥梁养护人员通常是参照《公路桥梁养护技术规范》和《城市桥梁养护技术规范》,对桥梁的外观质量进行调查、评分,然后考虑各个部件对整个桥梁结构安全性影响的重要程度,结合各个部件的评分情况对桥梁做出安全评估,进而指导桥梁的日常养护工作。这种方法并没有从桥梁的受力行为和内在损伤情况出发,其结论的可信程度丰要取决于评估者的工作经验和判断能力。因此,解决基于长期监测的大型桥梁维护关键技术,研发出大犁桥梁基于信息科学的现代养护技术意义重大。本文旨在从已有的桥梁安伞评价原理出发,在掌握长期实时豁测信息基础上,实现对在役桥梁的安全状态分级评估研究。
　　 首先,基于对可靠度理论运用于桥梁安全评价的理解,结合规范中承载力下降的定量描述,利用校准法和一次二阶矩(JC)法,得到主要组合、附加组合下脆性破坏构件和延性破坏构件在对应承载力下降率时的可靠指标分级结果。其次,分析了在内力包络评价技术中安全系数与可靠指标的关系,并建立了相应的计算公式,再利用可靠指标分级结果得到安全系数具体的分级结果。再次,利用可靠指标的分级结果对基于内力包络的桥梁安全评价中的控制限进行复制,将原本EWMA最优控制限和基于可靠度规范控制限的双控制限内的范围进行细化,借用控制限系数表达桥梁结构响应的活载效应或劣化效应与双控制限的相对关系,得到控制限系数的分级结果,再根据这三种指标的评估结果对桥梁制定对应的养护技术和具体养护措施。然后,对于大型桥梁监测系统自身的维护,本义提出了监测系统故障定位的方法,再主要针对服务器、传输网络、传感器制定了维护技术。最后,利用基于统计分析评估技术的桥梁养护技术对实桥进行了应用,通过对实时监测数据的分析,评估了关键截面位置的安全状态级别,并作出解决措施。
　　 本文研究成果,对桥梁健康监测评估和维护技术的发展具有推动作用,应用前景广阔。