高墩大跨径混凝土连续刚构桥梁健康监测与评估研究

发布时间：2020-06-05 07:58

【摘要】：随着时代的发展,桥梁结构也日趋变得更加丰富,不仅表现在结构上,在功能上也变的更加多样。这种发展趋势带给人民生活带来便利的同时,也为结构的后期维护和管理一些麻烦,如果管理不当甚至会出现桥梁结构的破坏和倒塌。因此传统的人工监测技术已经很难为结构的安全评估提供可靠的信息以保证结构的安全性、适用性和耐久性。在这种现实情况下,进一步发展桥梁结构的健康监测系统是实现桥梁结构在运营期间安全性的重要方向。本文依托五里坡特大桥项目,开展高墩大跨径连续刚构桥梁的健康监测系统和评估系统研究,包括:监测系统的总体设计、监测系统的建立、基于实测数据的变权层次分析评估方法等。参考已有的桥梁健康监测系统,设计了适用于五里坡特大桥的高墩大跨径连续刚构预应力混凝土桥的监测系统和评估软件。本文主要完成的工作如下:1)本文通过对现有的桥梁健康监测方面的理论成果进行综述分析,对结构健康监测的基本概念和工程意义进行了较为全面的论述。2)对层次分析法中的顶层及中间层指标权重进行确定,介绍了基于灰色关联分析的主梁应力及挠度的指标评估方法以及其分析步骤,最后对结构的动力特性指标评估进行了介绍。3)介绍了大型桥梁健康监测系统的总体设计。重点对其总体的设计原则和设计目标进行详细的论述,包括有目标与功能主导原则、功能成本最优原则以及系统性与可靠性原则等。同时对监测系统的监测项目以及整个系统的总体框架以及运行的流程进行说明。针对宝汉高速公路五里坡特大桥,对其健康监测系统的传感器布设进行优化,并且介绍了该系统具体的安装与施工,以及五里坡特大桥健康监测系统的软件开发。4)对五里坡特大桥的健康等级进行评估,包括静力特性的评估和动力特性的评估,得出了定量分析的结果。
【图文】：

其中挂篮重 800KN，全桥合拢段的长度为 2m，，边跨现浇段长度为 4m。桥墩采用的是双薄壁空心墩。全桥的主要技术指标表如表 3.1 所示。图3.1 五里坡特大桥全貌表3.1 主要技术指标表指标 内容公路等级 双向四车道高速公路设计车速 100km/h桥梁设计荷载 公路-I 级基本风速 10 年一遇 18.7m/s，100 年一遇 24.8m/s单幅桥面宽度 0.5m(防撞栏)+11.50m(行车道)+2.0/2m(中央分隔带)地震荷载 地震峰值加速度小于 0.15g，反应谱特征周期为 0.40s设计洪水频率 1/300设计安全等级 一级环境类别 Ⅱ类陕西宝汉高速公路建设管理有限公司和西安公路研究院组织多名技术人员和专家针对健康监测系统传感器的布设进行了专题讨论与优化设计，力求以尽可能少的传感器

应力监测采用加拿大Roctest公司的EM系列埋入式弦式传感器78支和表面传感器18 支，如图 3.6 和 3.7 所示，具体的参数如表 3.2。图3.6 主梁悬臂根部应力测点布置图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U448.23;TP274

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本文编号：2697746