基于监测数据的大跨悬索桥温度效应分析
发布时间：2021-01-26 16:21
健康监测系统是现代长跨桥梁结构的重要组成部分,它能够为评估桥梁结构的各种响应提供相应的分析数据。然而,桥梁健康监测数据常常是已经包含了各种荷载同时作用后的结果,其中温度效应对长大跨桥梁的影响尤为显著,四季变化的温度作用以及日照温差等作用均会使桥梁结构产生较大的变形、温度自应力以及附加应力,其影响程度有时甚至不亚于日常运营中的车辆荷载作用,对结构的安全运营产生了较大的影响。本文基于江阴大桥悬索桥长期监测数据与概率论相结合的方法,研究了钢箱梁大跨悬索桥的长期温度效应,并对该悬索桥进行了局部时变可靠性分析。本文的主要研究内容如下:（1）基于全年的温度统计数据,研究了大跨悬索桥钢箱梁的温度短期变化规律和长期变化特征。利用江阴大桥2013年一年的温度监测数据,采用概率统计分析、参数估计、假设检验等统计学方法,得到了钢箱梁面板全年温度的概率分析模型与横向温差的概率统计模型,并在此基础上计算得到了日温度代表值以及日横向温差代表值。（2）分析论证了监测数据应变时程的组成成分,在此基础上分离出了温度诱导应变和车辆荷载应变。分别利用江阴大桥2006年与2013年的两类应变传感器监测数据,从应力计算和主梁纵...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文主要研究内容
江阴大桥为单跨双铰地锚式悬索桥,跨径布置为336.50m+1385.00m+309.34m。处于江苏省的江阴市和靖江市之间,主干线沿南北分布连通长江两岸,是中国第一座跨径超过一千米的桥梁。索塔为门式框架混凝土塔,南北塔柱之间由三根横梁连接,高约190 m。主缆由高强镀锌钢丝组成,其外径为876 mm(边跨897mm);垂跨比为1/10.5,吊索间距为16.0m。加劲梁为梁高3m的扁平流线型钢箱梁,箱梁全宽36.9m,横隔板间距3.2m。南北锚碇采用的是重力式锚碇。大桥全线建设总里程为5.176公里,总投资36.25亿元,于1994年11月22日开工,1999年9月28日竣工通车。2.1.2 桥梁结构健康监测系统
江阴大桥结构自2005年6月开始,健康监测系统投入试运行以来,已积累到了一定数量的监测数据,如应力应变、温度、主梁位移、加速度、索力等,这些数据为大跨桥梁工作状态的研究提供了珍贵的信息。江阴大桥的健康监测系统中安装的主要传感器有:主梁上共布置了80个光纤光栅应变传感器和36个光纤光栅温度传感器,分别分布在主梁八等分的九个截面上。各个截面上均安装有8个监测纵向应变的应变传感器和4个温度传感器,同时主梁跨中截面还布置有监测横向应变的应变传感器。利用监测得到的应变监测数据,可研究桥梁结构在正常运营状态下的应力分布规律,为结构长期性能的评估提供数据基础。主梁和桥塔共安装有8个GPS,主梁上1/4、1/2、3/4截面上的上游和下游分别安装有一个GPS,南塔和北塔塔顶分别布置有1个GPS,可对主梁三维动态变形进行实时性的监测。主梁梁端布置有伸缩缝位移计,实时监测主梁的纵向位移。吊索、主缆和主梁上布置有加速度监测系统,可对吊杆的索力以及主缆和主梁的横向和竖向加速度进行监测。南锚平台和北锚平台均安装有气象传感器。此外还安装有湿度计、风速计等。全桥主要传感器布置和典型截面如下图2.2。2.2 钢箱梁温度场统计分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]苏通大桥斜拉桥伸缩缝位移的长期监测与分析[J]. 丁幼亮,周凯,王高新,王晓晶,张宇峰. 公路交通科技. 2014(07)
[2]苏通大桥扁平钢箱梁温度场长期监测与统计分析[J]. 王高新,丁幼亮,王晓晶,闫昕,张宇峰. 公路交通科技. 2014(02)
[3]大跨径连续刚构桥在活载单项作用下的预警级别[J]. 吴海军,李俊,黄友帮,王庆珍,岳顺. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]基于监测数据的桥梁结构可靠性评估[J]. 焦美菊,孙利民,李清富. 同济大学学报(自然科学版). 2011(10)
[5]基于GPS技术的江阴长江公路大桥动力特性分析[J]. 张宇峰,张传刚,承宇,陈雄飞,樊叶华. 公路. 2010(02)
[6]公路钢桥可靠度设计中结构抗力统计参数分析[J]. 李昆,孙开畅. 钢结构. 2008(12)
[7]日照作用下混凝土箱梁的温差代表值[J]. 雷笑,叶见曙,王毅. 东南大学学报(自然科学版). 2008(06)
[8]大跨度桥梁模态频率识别中的温度影响研究[J]. 樊可清,倪一清,高赞明. 中国公路学报. 2006(02)
[9]基于Matlab优化工具箱的工程结构可靠度计算[J]. 李志华,张光海,康海贵. 四川建筑科学研究. 2005(03)
博士论文
[1]基于车-桥一体化监测的铁路钢桥损伤预警及可靠度评估研究[D]. 肖鑫.中国铁道科学研究院 2017
[2]基于冲击振动的桥梁快速测试方法与理论创新[D]. 夏琪.东南大学 2017
[3]大跨铁路钢桁拱桥结构服役状态监测与安全评价方法研究[D]. 王高新.东南大学 2017
[4]基于监测数据的大跨径PC连续梁桥状态评估[D]. 陈闯.哈尔滨工业大学 2016
[5]大跨度悬索桥的温度影响分析[D]. 李苗.中南大学 2013
[6]基于长期健康监测的连续刚构梁桥的性能分析与演化规律研究[D]. 李英华.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]基于监测数据的长大跨桥梁温度应力分析与安全评价[D]. 刘森林.东南大学 2017
[2]基于环境振动的桥梁结构柔度识别与性能评估[D]. 田永丁.东南大学 2016
[3]基于静态监测数据的桥梁结构状态评估和预警方法研究[D]. 周凯.东南大学 2015
本文编号：3001432
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文主要研究内容
江阴大桥为单跨双铰地锚式悬索桥,跨径布置为336.50m+1385.00m+309.34m。处于江苏省的江阴市和靖江市之间,主干线沿南北分布连通长江两岸,是中国第一座跨径超过一千米的桥梁。索塔为门式框架混凝土塔,南北塔柱之间由三根横梁连接,高约190 m。主缆由高强镀锌钢丝组成,其外径为876 mm(边跨897mm);垂跨比为1/10.5,吊索间距为16.0m。加劲梁为梁高3m的扁平流线型钢箱梁,箱梁全宽36.9m,横隔板间距3.2m。南北锚碇采用的是重力式锚碇。大桥全线建设总里程为5.176公里,总投资36.25亿元,于1994年11月22日开工,1999年9月28日竣工通车。2.1.2 桥梁结构健康监测系统
江阴大桥结构自2005年6月开始,健康监测系统投入试运行以来,已积累到了一定数量的监测数据,如应力应变、温度、主梁位移、加速度、索力等,这些数据为大跨桥梁工作状态的研究提供了珍贵的信息。江阴大桥的健康监测系统中安装的主要传感器有:主梁上共布置了80个光纤光栅应变传感器和36个光纤光栅温度传感器,分别分布在主梁八等分的九个截面上。各个截面上均安装有8个监测纵向应变的应变传感器和4个温度传感器,同时主梁跨中截面还布置有监测横向应变的应变传感器。利用监测得到的应变监测数据,可研究桥梁结构在正常运营状态下的应力分布规律,为结构长期性能的评估提供数据基础。主梁和桥塔共安装有8个GPS,主梁上1/4、1/2、3/4截面上的上游和下游分别安装有一个GPS,南塔和北塔塔顶分别布置有1个GPS,可对主梁三维动态变形进行实时性的监测。主梁梁端布置有伸缩缝位移计,实时监测主梁的纵向位移。吊索、主缆和主梁上布置有加速度监测系统,可对吊杆的索力以及主缆和主梁的横向和竖向加速度进行监测。南锚平台和北锚平台均安装有气象传感器。此外还安装有湿度计、风速计等。全桥主要传感器布置和典型截面如下图2.2。2.2 钢箱梁温度场统计分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]苏通大桥斜拉桥伸缩缝位移的长期监测与分析[J]. 丁幼亮,周凯,王高新,王晓晶,张宇峰. 公路交通科技. 2014(07)
[2]苏通大桥扁平钢箱梁温度场长期监测与统计分析[J]. 王高新,丁幼亮,王晓晶,闫昕,张宇峰. 公路交通科技. 2014(02)
[3]大跨径连续刚构桥在活载单项作用下的预警级别[J]. 吴海军,李俊,黄友帮,王庆珍,岳顺. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]基于监测数据的桥梁结构可靠性评估[J]. 焦美菊,孙利民,李清富. 同济大学学报(自然科学版). 2011(10)
[5]基于GPS技术的江阴长江公路大桥动力特性分析[J]. 张宇峰,张传刚,承宇,陈雄飞,樊叶华. 公路. 2010(02)
[6]公路钢桥可靠度设计中结构抗力统计参数分析[J]. 李昆,孙开畅. 钢结构. 2008(12)
[7]日照作用下混凝土箱梁的温差代表值[J]. 雷笑,叶见曙,王毅. 东南大学学报(自然科学版). 2008(06)
[8]大跨度桥梁模态频率识别中的温度影响研究[J]. 樊可清,倪一清,高赞明. 中国公路学报. 2006(02)
[9]基于Matlab优化工具箱的工程结构可靠度计算[J]. 李志华,张光海,康海贵. 四川建筑科学研究. 2005(03)
博士论文
[1]基于车-桥一体化监测的铁路钢桥损伤预警及可靠度评估研究[D]. 肖鑫.中国铁道科学研究院 2017
[2]基于冲击振动的桥梁快速测试方法与理论创新[D]. 夏琪.东南大学 2017
[3]大跨铁路钢桁拱桥结构服役状态监测与安全评价方法研究[D]. 王高新.东南大学 2017
[4]基于监测数据的大跨径PC连续梁桥状态评估[D]. 陈闯.哈尔滨工业大学 2016
[5]大跨度悬索桥的温度影响分析[D]. 李苗.中南大学 2013
[6]基于长期健康监测的连续刚构梁桥的性能分析与演化规律研究[D]. 李英华.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]基于监测数据的长大跨桥梁温度应力分析与安全评价[D]. 刘森林.东南大学 2017
[2]基于环境振动的桥梁结构柔度识别与性能评估[D]. 田永丁.东南大学 2016
[3]基于静态监测数据的桥梁结构状态评估和预警方法研究[D]. 周凯.东南大学 2015
本文编号：3001432
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