基于健康監(jiān)測(cè)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋安全預(yù)后研究.pdf

1、復(fù)雜服役環(huán)境下既有橋梁的材料性能不斷劣化、病害日趨嚴(yán)重，而實(shí)際運(yùn)營(yíng)荷載水平的不斷提高使這一過(guò)程大大加速，橋梁的總體安全狀態(tài)令人堪憂。如何對(duì)橋梁狀態(tài)進(jìn)行有效評(píng)估并對(duì)其未來(lái)的結(jié)構(gòu)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，是橋梁工程界面臨的重要課題。本文基于健康監(jiān)測(cè)，研究橋梁結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估、安全預(yù)警并對(duì)橋梁未來(lái)的結(jié)構(gòu)行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，這對(duì)于保障橋梁的安全運(yùn)營(yíng)、推進(jìn)橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)具有重大意義。
　　本文以江蘇省省道243外秦淮河大橋（預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁橋）為工程背

2、景，建立了一套基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的安全預(yù)后方法，主要工作如下:
　　(1)進(jìn)行了外秦淮河大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步處理與分析。
　　(2)基于環(huán)境振動(dòng)試驗(yàn)獲取了橋梁的動(dòng)力特性，并基于響應(yīng)面法進(jìn)行模型修正，建立了能夠反映橋梁實(shí)際狀態(tài)的基準(zhǔn)有限元模型。
　　(3)基于不確定型層次分析法、群判斷、集值統(tǒng)計(jì)等理論建立了外秦淮河大橋安全評(píng)估體系，并結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)外秦淮河大橋進(jìn)行安全評(píng)估。
　　(4

3、)基于基準(zhǔn)有限元模型和小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立了外秦淮河大橋三級(jí)安全預(yù)警體系，并結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行橋梁安全預(yù)警。
　　(5)通過(guò)模型確認(rèn)獲得了橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的概率分布模型;考慮材料變異、車(chē)輛荷載水平增長(zhǎng)等因素，基于可靠度方法對(duì)橋梁的適用性壽命及安全性壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)橋梁的安全預(yù)后。
　　得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)本文建立的安全評(píng)估方法實(shí)現(xiàn)了在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與離線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的有機(jī)結(jié)合，有效解決了橋梁評(píng)估中模糊性與不確定性的問(wèn)題

4、，提高了評(píng)估結(jié)果的可靠性。外秦淮河大橋1月份安全評(píng)估得分為93.5分，橋梁總體安全狀態(tài)良好。
　　(2)建立了外秦淮河大橋藍(lán)色、黃色及紅色三級(jí)預(yù)警體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)橋梁重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)時(shí)預(yù)警;監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明:各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均有少量數(shù)據(jù)超過(guò)藍(lán)色預(yù)警閾值，無(wú)數(shù)據(jù)超過(guò)黃色或紅色預(yù)警閾值，橋梁運(yùn)行狀態(tài)良好。
　　(3)安全預(yù)后表明:考慮材料變異及車(chē)輛荷載水平增長(zhǎng)時(shí)（年增長(zhǎng)率0.2％），外秦淮河大橋正常使用極限狀態(tài)下的適用性壽命約為51年，承載