峪道河大桥健康监测系统设计与评估方法研究

摘要

随着社会的不断进步以及桥梁设计理论、施工工艺的飞速发展,大跨度桥梁越来越多,结构形式越来越趋复杂,在为公共交通提供了极大便利的同时,频发的桥梁安全事故也给了我们沉痛的教训和思索。因此,对于作为生命线工程的大跨度桥梁进行健康监测和评估显得十分必要和急迫。本论文在总结国内外关于桥梁健康监测系统和评估方法的研究和应用的基础上,以峪道河大桥为背景,主要开展了以下几个方面的工作:(1)提出了对峪道河大桥健康监测系统的设计原则、构成要素等,对健康监测系统的数据采集软硬件系统进行了详细的论述和阐释,并进一步分析了峪道河大桥健康监测系统的科学性与实用性以及前瞻性。
　　 (2)为了充分考虑桥梁状态评估中各种客观因素的模糊性和不确定性,本文对传统的层次分析法进行了改进,并在进行加权综合的过程中引入了变权综合原理,这样可以充分反映出评估过程中各指标的均衡性。
　　 (3)本文引入了极值I型分布来拟合健康监测系统的相关监测指标峰值,并采用耿贝尔法对其进行参数估计。假定在未来一段时间内桥梁所处的环境状况、车流量以及自身的工作性能未发生明显的变化,通过对各指标的峰值分布函数进行适当的数学处理,即可得到对于未来一段时间内的桥梁安全性的预测结果。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 桥梁健康监测的目的和意义

1.2 桥梁状态评估概述

1.3 桥梁评估的研究现状

1.4 研究中存在的问题

1.5 本文研究内容

第2章 峪道河大桥健康监测系统设计

2.1 工程概况

2.1.1 工程位置

2.1.2 结构特点

2.2 峪道河大桥健康监测系统的设计原则和特点

2.3 峪道河大桥健康监测系统的构成要素

2.3.1 桥梁健康监测系统的基本构成

2.3.2 峪道河大桥健康监测系统的构成

2.3.3 峪道河大桥健康监测系统的特点

2.4 传感器的选型与布置

2.4.1 传感器的选型

2.4.2 传感器的布置

2.5 数据采集软硬件系统

2.5.1 软硬件架构

2.5.2 传感器接口

2.5.3 信号处理与变换

2.5.4 数据的采集传输与存储

2.5.5 人机交互与管理

2.5.6 系统集成方案

2.6 本章小结

第3章 桥梁状态评估方法

3.1 不确定型层次分析法

3.1.1 层次分析法

3.1.2 不确定型层次分析法

3.2 不确定型判断矩阵权重的计算

3.2.1 权重向量计算理论

3.2.2 群判断中专家可信度的计算

3.3 考虑专家可信度的区间权重计算实例

3.4 变权综合原理

3.4.1 变权综合原理的意义

3.4.2 基本原理

3.4.3 变权综合原理举例

3.5 本章小结

第4章 峪道河大桥的技术状态评估

4.1 峪道河大桥技术状态评估体系的建立

4.1.1 桥梁结构层次划分

4.1.2 峪道河大桥技术状态层次评估模型的建立

4.2 指标权重的确定

4.3 底层指标评价值的确定

4.3.1 检测方法

4.3.2 底层指标评分参考标准

4.4 峪道河大桥整体技术状态评估

4.5 本章小结

第5章 峪道河大桥的耐久性评估及安全性预测

5.1 峪道河大桥的耐久性评估

5.1.1 桥梁的耐久性评估方法

5.1.2 峪道河大桥的耐久性评估层次划分

5.1.3 监测指标的无量纲化处理

5.1.4 桥梁耐久性评估的工程应用

5.2 峪道河大桥的安全性预测

5.2.1 极值Ⅰ型分布概述

5.2.2 桥梁安全性预测理论

5.2.3 桥梁安全性预测的工程应用

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢