文晖大桥健康监测评估系统的研究与开发

摘要

社会进步和土木工程技术以及交通建设事业的蓬勃发展,使越来越多的大跨度桥梁得到了修建,人们对这些大型重要桥梁的安全性、耐久性与正常使用功能日渐关注,桥梁健康监测系统和智能控制技术相继运用到这些大型桥梁中,并得到了迅速发展,这项课题日益成为国内外桥梁学术界和工程界的研究热点.该文根据大跨度PC斜拉桥的特点,在总结和研究当前国内外桥梁健康监测以及评估技术的基础上,依据工程实际建立了文晖大桥健康监测评估系统.在结构损伤识别模块中,该文提出了基于静态位移测量数据结合有限元计算的结构损伤识别方法,与动力损伤指纹法相比,静态方法具有更高的精度.数值模拟分析说明了该方法的有效性.在吸收和采用已有成果的基本思想的基础上,结合国内外桥梁评估领域和其他相关领域的研究成果,建立了以层次分析法结合变权综合原理为基础,通过打分方式对PC斜拉桥的状态进行评估的架构与模式.针对索力监测中由于减震器的设置影响索力测量准确性的实际问题,该文提出了依据理论预测索力对实际计算索长进行整体辨识的方法,从而得到相对可靠的索力测量修正值.针对目前混凝土应力长期监测中存在的问题,对文晖大桥主梁节段进行了徐变效应的数值模拟分析,并提出了近似的徐变应变分离方法.根据已建立的层次评估体系,设计并建立了文晖大桥监测数据库,并根据人们对数据库的操作要求,初步设计开发了评估系统的操作界面.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1斜拉桥的发展与特点[1-1～1-4]

1.2桥梁健康监测评估概述

1.3桥梁健康监测的新概念与意义[1-6]

1.4桥梁健康监测评估系统研究现状

1.5本课题的背景和论文的研究工作

本章参考文献

第二章桥梁监测与评估的现状与发展

2.1桥梁检测与监测技术

2.2桥梁结构损伤识别理论

2.3桥梁状态综合评估技术

2.4桥梁健康监测系统

2.5本章小结

本章参考文献

第三章基于有限元的损伤识别理论研究

3.1有限元理论简介

3.2文晖大桥有限元模型的建立

3.3桥梁结构损伤识别理论研究与探索

3.3.1基于静力测量数据的操作识别方法的探索

3.3.2文晖大桥操作识别仿真计算

3.3.2进一步的探讨

3.4本章小结

注

本章参考文献

第四章层次分析法和变权综合原理在桥梁状态评估中的应用

4.1层次分析法

4.2变权综合原理[4-14,4-15]

4.3文晖大桥综合评估体系的建立

4.4本章小结

本章参考文献

第五章索力监测的修正方法

5.1频率法测索力的基本原理

5.2测量索力的修正方法

5.3实测验证与分析

5.4本章小结

本章参考文献

第六章混凝土应力长期监测研究

6.1混凝土的长期应力测量

6.2主梁节段徐变效应数值模拟

6.3徐变应变分离的近似方法

6.4本章小结

本章参考文献

第七章文晖大桥健康监测评估系统的开发

7.1文晖大桥工程背景[7-1]

7.2系统框架设计

7.3监测项目与传感器布置

7.4年度测评

7.5监测数据库与软件系统的设计

7.6本章小结

注

本章参考文献

第八章结论与展望

8.1本文的主要工作与结论

8.2有待进一步研究的问题

8.3展望

附录一：平面梁单元静力损伤识别源程序

附录二：平面梁单元结构过程分析程序

附录三：层次分析专家意见调查表

附录四：系统代码说明

一、全局模块

二、窗体模块

附录五：系统界面说明

1.主界面

2.数据浏览

3.数据保护

4.状态评估

5.系统设置

致谢

硕士研究生期间发表（含录用）的文章