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桥梁动态称重系统(BWIM)在正交异性钢桥面板的应用研究
| 论文题名： | 桥梁动态称重系统(BWIM)在正交异性钢桥面板的应用研究 |
| 关键词： | 桥梁动态称重;正交异性桥面板;整体效应;局部效应;轴重识别;桥梁监管 |
| 摘要： | 正交异性钢桥面（Orthotropic Steel Decks：OSDs）具有重量轻、承载能力高、施工快捷等优点，被广泛应用于各类桥梁。我国最近二十多年建成了多座采用钢桥面结构的桥梁，如虎门大桥、苏通大桥、润扬长江大桥等。然而，在日益繁重的交通状况下，超载现象严重，正交异性钢桥面容易产生疲劳开裂，影响钢桥面的结构安全性，且疲劳开裂后维护成本极高。因此，实时监测车辆的重量信息对此类桥梁的监管具有重大意义。 桥梁动态称重(Bridge Weigh-in-motion: BWIM)系统已经被证明是一种有效的方法，以桥梁为载体，可以实时监控车辆的轴重，轴距和速度等信息。BWIM系统可以通过标定正交异性钢箱梁的纵向加劲肋以识别车辆的轴重信息。基于标定车行驶过桥产生的动态响应信号，计算得到桥梁纵向加劲肋的弯矩影响线；然后基于标定影响线，进而识别过桥车辆的轴重及总重等信息。车辆荷载作用于正交异性钢桥面时，得到的动力响应信号可以视为由两部分组成，一部分是加劲肋的响应，称为局部效应，另一部分是箱梁的响应，称为整体效应。基于广东省佛山市佛陈新桥的现场试验，对BWIM系统应用于正交异性钢桥面进行了相关研究。主要完成了以下工作： （1）对影响线的标定算法，轴重的识别算法进行了详细的推导； （2）在桥梁的中跨四分点和支点两个测试断面进行现场试验，采集标定车行驶过桥时产生的动态响应信号，分别计算得到桥梁纵向加劲肋的弯矩影响线。分析结果表明，对于正交异性钢箱梁桥，支点处的局部效应更加显著； （3）基于两个测试断面标定得到的实际影响线，进而识别过桥车辆的轴重及总重等信息。分析结果表明：四分点及支点两个测试断面的轴重识别结果均具有较高的精度； （4）分析轴重识别的影响因素，以提高 BWIM系统应用于正交异性钢桥面的轴重识别精度。分析结果表明：当标定车在特定车道进行标定试验时，建议选择所有影响线，然后取其平均值作为轴重识别的基础；当车辆行驶在某一特定车道，建议选择该车道标定得到的影响线作为轴重识别的依据，因此，对所有车道进行影响线标定很有必要。 |
| 作者： | 张阿敏 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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