組合框架橋沉陷及安全狀態(tài)監(jiān)測與評估研究.pdf

1、組合框架橋作為一種新型橋梁結(jié)構(gòu),可適應(yīng)較大地表變形,在采煤沉陷區(qū)鐵路、公路工程中應(yīng)用較多。當(dāng)采煤引起的地表劇烈變形使橋梁遭受嚴重損害甚至倒塌,因此應(yīng)對采煤沉陷區(qū)組合框架橋安全狀態(tài)進行監(jiān)測與評估,以及時、準確地發(fā)現(xiàn)橋梁病害并做出預(yù)警,保證礦區(qū)正常生產(chǎn)生活需要,促進礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展。
　　本文以礦區(qū)橋涵工程受開采沉陷影響的安全監(jiān)測與評估為背景,通過數(shù)值模擬、理論分析對組合框架橋在開采沉陷影響下的內(nèi)力演化規(guī)律進行分析研究,得到了框架橋在曲

2、率、傾斜變形作用下,橋體應(yīng)力集中區(qū)域和主應(yīng)力大小、方向的變化規(guī)律,提出了橋涵沉陷安全監(jiān)測閾值的確定方法。即在曲率、傾斜變形作用下,應(yīng)力集中區(qū)域出現(xiàn)在箱形框架橋頂板、底板、側(cè)墻的1/4或1/2處以及腋角中心和邊緣,且最大拉、壓應(yīng)力均出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面,其中主應(yīng)力方向一般與框架橋縱向(X軸)或豎向(Y軸)方向夾角小于4°,其中當(dāng)曲率半徑大于2000m時,曲率半徑圓心位置對橋體結(jié)構(gòu)受力基本沒有影響。
　　基于數(shù)值模擬研究結(jié)果并結(jié)合相關(guān)工程安

3、全評估方法,建立了采煤沉陷區(qū)組合框架橋安全狀態(tài)評估模型,提出了設(shè)立特殊結(jié)構(gòu)、地表變形等層次指標和模型評估標準,為礦區(qū)橋涵安全評估提供了可借鑒的模型和方法。
　　基于安全評估模型和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù),提出由傳感器、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)管理與評估三個子系統(tǒng)構(gòu)成的安全監(jiān)測系統(tǒng),并確定了系統(tǒng)工作流程、內(nèi)容以及適用于采煤沉陷區(qū)橋涵的安全監(jiān)測項目,并采用Visual Basic6.0開發(fā)了礦區(qū)橋涵沉陷安全監(jiān)測與評估系統(tǒng),實現(xiàn)了圖形顯示、安全預(yù)警