基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的大型橋梁運營荷載識別.pdf

1、橋梁結(jié)構在運營階段受到車輛、風、雨、濕度和溫度等各種荷載的作用。如何反映橋梁運營階段的真實荷載狀況，對橋梁的正常維護、安全運營、損傷識別和壽命評估具有重要意義。車輛荷載和溫度荷載對大跨連續(xù)剛構梁橋影響很大，本文以東營黃河公路大橋為工程背景，通過已建立的健康監(jiān)測系統(tǒng)獲得橋梁運營階段的響應數(shù)據(jù)，識別這兩類荷載對橋梁的真實作用。主要研究內(nèi)容包括：
　　⑴建立橋梁有限元模型，對關鍵測點影響線形狀進行分析，討論不同車型對影響線形狀的影響，識

2、別不同車型單車過橋荷載。通過光纖光柵傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，獲得各關鍵測點處應變響應時程，得出橋梁各關鍵測點彎矩譜。由于運營狀態(tài)下過橋車輛數(shù)量、速度、軸重以及作用位置的隨機性都很強，車輛作用間相互影響較大，同時受采樣頻率的限制，要識別出各單車的準確載重困難很大，根據(jù)關鍵測點處內(nèi)力等效原則，將實際車流等效為時變均布荷載作用，再根據(jù)影響線相關理論反推出作用荷載。結(jié)果表明：在密集交通狀態(tài)下，將車輛荷載等效成時變均布荷載，能較好識別出橋梁實際運營狀態(tài)

3、，從而為荷載評估和橋梁運營維護提供依據(jù)。
　　⑵對監(jiān)測所得加速度響應數(shù)據(jù)進行譜分析，結(jié)果表明：橋梁加速度響應數(shù)據(jù)的頻譜特征在有車上橋時段和無車上橋時段呈現(xiàn)了明顯的差異。主梁自身前幾階頻率都小于1Hz，而受車輛激振的頻率在3~5Hz之間，則可將加速度響應中頻率為3~5Hz的數(shù)據(jù)作為判定是否有車上橋的參考數(shù)據(jù)。
　?、悄壳埃瑢炷料淞簻囟葓龅挠^測基本是在施工監(jiān)控的過程中進行的，具有明顯的缺陷。本文由布設在橋梁截面各處的光纖光柵

4、傳感器，得到砼箱梁截面各處溫度隨季節(jié)、日照及寒流等作用下的實時變化規(guī)律。根據(jù)實測結(jié)果，給出適合該橋的溫度梯度模式。底板的溫差的實測結(jié)果最大達到4℃，超出了一般認為的3℃，對底板局部影響較大。箱梁實測日照負溫度梯度約為正溫度梯度的-0.5倍，與公路橋規(guī)對此的規(guī)定一致。寒流作用下的負溫差梯度曲線形式變化很不穩(wěn)定，與日照負溫差有較大的不同，但溫度荷載明顯大于日照負溫差。有限元模型計算表明，實測溫度梯度模式對橋梁各控制截面的作用比公路橋涵JTG