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基于实时监测的混凝土梁桥安全性能快速评估方法研究
| 论文题名： | 基于实时监测的混凝土梁桥安全性能快速评估方法研究 |
| 关键词： | 混凝土桥;梁式结构;健康监测;安全评估 |
| 摘要： | 伴随着我国交通物流的快速发展，应用最为广泛的混凝土梁式桥出现了越来越多的病害。及时发现桥梁病害，防止桥梁的安全性能进一步退化并及时进行维修加固，对既有桥梁进行安全性能快速评估就显得尤为重要。本文以沈海高速(G15)江苏段烈士河大桥为工程背景，主要进行的工作如下: (1)建立烈士河大桥健康监测系统，并对系统采集到的数据进行了系统的分析。 (2)基于环境振动试验的结果，对烈士河大桥初始有限元模型进行了修正，建立了能够反映烈士河大桥实际运营状态的基准有限元模型，进而为烈士河大桥建立安全评估的阈值。 (3)基于不确定层次分析法、群判断、集值统计原理、变权综合以及熵值法等理论建立了烈士河大桥安全评估模型，自行开发了桥梁安全综合性能评估软件，并使用该软件对烈士河大桥进行了安全评估。 (4)推导了两跨连续梁桥的挠度影响线及其一、二阶导数的表达式，建立了基于挠度影响线的桥梁承载力初步评定方法，并进行了算例验证。 (5)应用常丁△r-η回归模型和在线健康监测系统的实测数据，研究了动挠度影响线与实时车辆荷载相结合的桥梁承载力快速评定方法，并采用该方法对烈士河大桥进行承载力评估。 得到的主要结论如下: (1)烈士河大桥结构健康监测系统具有功能完整性、维修养护方便性、先进实用性等特点，监测结果符合部分预应力混凝土连续梁桥的基本力学行为，达到了健康监测系统设计的基本要求，可为烈士河大桥安全评估的研究提供有力支撑。 (2)基于环境振动试验和三阶响应面方法，进行了烈士河大桥有限元模型修正，计算模态与实测模态吻合较好，修正后的烈士河大桥有限元模型可作为烈士河大桥安全评估的基准有限元模型。 (3)建立了烈士河大桥安全综合评估模型，开发了基于Matlab的安全综合评估软件;烈士河大桥7个月安全评估平均得分为89.3分，表明烈士河大桥大桥安全状况良好。 (4)建立了基于挠度影响线的桥梁承载力初步评定方法，可以用于桥梁损伤识别和承载力评估。 (5)基于实时监测和基于动挠度影响线的在线模型修正方法，建立了烈士河大桥极限承载力的快速评估方法。评估结果表明:烈士河大桥处于安全的工作性能状态，极限承载力安全系数在3.5以上。 |
| 作者： | 林迪南 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 宗周红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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