基于变形监测的城市桥梁工作状态诊断系统研究

摘要

国内外不断发生的桥梁跨塌事故，引起人们对桥梁工作状态的日益重视，桥梁的运营安全成为关注的焦点。鉴于特大桥梁的运营安全性和结构重要性，自上世纪80年代开始，国内外一些大跨度桥梁开始设计并安装长期健康监测系统。对于城市桥梁，由于其数量多、跨径小、建设年代久远、缺乏结构内力数据等特点，将大跨径桥梁健康监测系统应用于城市桥梁，其可操作性和适应性均有待工程实践的检验；同时，国内健康监测系统通常大而全，由此带来的高额成本而只适合在特大桥梁工程中应用[1]。因此，探索研究适合城市桥梁的工作状态诊断系统具有一定的理论价值和现实意义。
　　 论文以Ⅱ～Ⅴ类养护的城市桥梁为研究对象，首先阐述了城市桥梁诊断技术，包括定期检测和变形监测的发展状况、诊断内容和实施方法，重点研究了城市桥梁工作状态诊断的评定方法，包括桥梁技术状况评估，监测数据处理及分析，桥梁结构复算和承载力评定，最后，结合桥梁定期检测结果，尝试提出基于变形监测的城市桥梁工作状态诊断系统。
　　 基于变形监测的城市桥梁工作状态诊断系统主要由定期检测、变形监测和环境参数监测，以及桥梁承载力评定等部分组成。根据定期检测结果，建立在定期检测周期内的变形监测方案，获取桥梁的局部缺陷、结构强度、几何形变信息及环境参数，对结构的技术状况进行综合评估，实现城市桥梁运营状态的安全性评价，从而达到指导桥梁安全与预警的目的。
　　 以广州市某立交高架桥为工程实例，根据定期检测和变形监测成果，对桥梁进行基于变形监测数据的承载力评定，评定结果验证了系统的科学性和可行性，经济可行性强，可有效地指导桥梁运营养护，研究成果具有较强的理论和实际应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 桥梁检测的现状

1.2.2 变形监测的现状

1.3 问题提出及解决方案

1.3.1 问题提出

1.3.2 解决方案

1.4 本文主要研究内容

第二章 城市桥梁诊断技术研究

2.1 城市桥梁定期检测

2.1.1 一般规定

2.1.2 养护流程

2.1.3 检测评估类别

2.1.4 定期检测方法

2.2 定期检测技术

2.2.1 检测技术发展及现状

2.2.2 混凝土强度检测技术

2.2.3 钢筋锈蚀检测技术

2.2.4 材料缺损检测技术

2.3 城市桥梁变形监测

2.3.1 桥梁变形产生的原因

2.3.2 桥梁变形监测的特点

2.3.3 桥梁变形监测内容

2.4 变形监测技术

2.4.1 常规的大地测量方法

2.4.2 特殊的大地测量方法

2.4.3 GPS测量方法

2.4.4 摄影测量方法

2.5 本章小结

第三章 城市桥梁工作状态评定方法研究

3.1 桥梁技术状态评估

3.1.1 技术状况评估方法

3.1.2 城市桥梁安全评估

3.2 监测数据处理及分析

3.2.1 变形监测数据处理

3.2.2 桥梁结构的变形分析

3.3 桥梁结构复算

3.3.1 基本假定

3.3.2 正截面承载力分析

3.3.3 抗剪能力分析

3.4 桥梁承载力评定

3.4.1 评定原则及要点

3.4.2 评定方法

3.5 本章小结

第四章 城市桥梁工作状态诊断系统

4.1 系统概述

4.1.1 系统的结构组成及流程

4.1.2 系统功能和可行性分析

4.2 城市桥梁的检测评估

4.2.1 定期检测计划

4.2.2 定期检测实施

4.3 变形监测方案及实施

4.3.1 监测方案设计

4.3.2 监测方案实施

4.3.3 监测数据处理

4.4 桥梁工作状态诊断

4.4.1 技术状况评估

4.4.2 桥梁承载力评定

4.5 本章小结

第五章 工程实例

5.1 工程概况

5.1.1 主要技术标准

5.1.2 上部结构布置图

5.2 定期检测及状况评估

5.2.1 检测项目

5.2.2 检测结果与病害

5.2.3 技术状况评估

5.3 变形监测及数据处理

5.3.1 监测方案设计

5.3.2 监测结果

5.3.3 数据分析及结论

5.4 基于变形监测数据的承载力评定

5.4.1 原结构复算

5.4.2 确定检算系数Z

5.4.3 其它参数确定

5.4.4 承载力评定

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢