基于靜態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估和預(yù)警方法研究.pdf

1、國內(nèi)外不少學(xué)者已展開了基于整體動(dòng)力特性的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估，但是由于橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體量巨大、局部損傷的不敏感性以及環(huán)境因素的影響，基于動(dòng)力參數(shù)的監(jiān)測難以有效應(yīng)用于結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估?；陟o態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估和預(yù)警方法研究對其安全運(yùn)營具有重要意義，是目前大跨橋梁健康監(jiān)測領(lǐng)域的熱點(diǎn)。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)在大跨橋梁上的成功實(shí)施為保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性提供良好的平臺(tái)。隨著實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的不斷積累，有效分析和處理海量健康監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立環(huán)

2、境作用、交通荷載等與橋梁結(jié)構(gòu)輸出狀態(tài)間關(guān)系的響應(yīng)機(jī)理、提升橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平和分析技術(shù)是健康監(jiān)測領(lǐng)域的重要問題。
　　本文以高速鐵路橋梁大勝關(guān)長江大橋?yàn)檠芯繉ο?，基于健康監(jiān)測系統(tǒng)獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研究了橋梁溫度、縱向位移、靜應(yīng)變與環(huán)境荷載作用相關(guān)模型，準(zhǔn)確建立了環(huán)境荷載作用下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估及預(yù)警方法研究，主要內(nèi)容包括:
　　(1)系統(tǒng)地研究了大勝關(guān)長江大橋連續(xù)鋼拱桁梁2013年的溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用極值分析和統(tǒng)計(jì)分析方法詳細(xì)考

3、察了鋼拱桁梁的溫度分布特征和溫差分布特征，后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對邊桁拱整體豎向溫差和桿構(gòu)件橫截面溫差的正溫差和負(fù)溫差樣本分別進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)特征分析，確定其Weibull概率密度函數(shù)的參數(shù)估計(jì)值，在此基礎(chǔ)上計(jì)算得出溫差標(biāo)準(zhǔn)值。
　　(2)系統(tǒng)地研究了大勝關(guān)長江大橋支座縱向位移的變化特點(diǎn)及其相關(guān)性規(guī)律，支座縱向位移與溫度呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，支座縱向位移與溫差呈現(xiàn)出一定的線性關(guān)系，采用多元線性回歸方程建立支座縱向位移與溫度場之間的線性相關(guān)特

4、性，并利用拉格朗日插值建立不同支座縱向位移之間的線性相關(guān)特性，建立的數(shù)學(xué)模型可有效反映鋼桁拱梁在初始狀態(tài)的縱向伸縮性能，而且可以有效地模擬主梁縱向位移的變化規(guī)律;利用均值控制圖法來對梁端位移進(jìn)行異常監(jiān)控，測試結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　(3)系統(tǒng)地研究了南京大勝關(guān)長江大橋鋼桁橋靜應(yīng)變的變化規(guī)律，大勝關(guān)長江大橋主梁靜應(yīng)變主要由三部分組成:由溫度引起的靜應(yīng)變SⅠ、由溫差引起的靜應(yīng)變SⅡ，以及由列車荷載引起的靜應(yīng)變SⅢ，且由列車荷載