大跨连续刚构桥结构监测参数分析与评估方法研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lahlyg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着桥梁跨径增大和运营时间增加,混凝土连续刚构桥的恒载作用对结构的影响越发显著,跨中长期下挠和梁体开裂等病害也愈加严重。因此,本文利用大跨径混凝土连续刚构桥的恒载效应占总荷载效应较大比例以及其对损伤病害下的结构响应相对敏感的特点,提出考虑恒载长期效应进行大跨径混凝土连续刚构桥结构状态评估的理论,即分别从不同跨径混凝土梁桥恒活载比例关系及各类荷载的响应规律、常见损伤及病害对结构监测参数的影响、不同作用效应信息分离算法和基于证据理论的结构状态评估四个方面进行系统研究,建立一套考虑恒载长期效应的大跨径连续刚构桥监测评估方法。本文的主要研究内容及结论为:(1)总结了国内外连续刚构桥、健康监测系统、结构状态评估方法以及监测信号分离方法的发展现状;分析了常见中小跨径混凝土梁桥和大跨径混凝土梁桥的恒活载比例关系、荷载响应规律以及监测评估方法和监测系统选择差异性,总结归纳出更适合于中小跨径混凝土梁桥和大跨径混凝土梁桥的健康监测评估方法。(2)阐述了大跨径混凝土连续刚构桥的常见损伤及病害类型和常用健康监测参数;研究了预应力损失和主梁刚度折减等因素对结构响应的影响规律。发现前期预应力损失对结构响应的影响基本成线性,结构响应的增幅大于预应力损失的增幅;预应力损失对结构响应的影响大于主梁刚度折减。随着桥梁跨径的增大和结构损伤程度的增加,预应力效应和恒载效应的不匹配性会逐渐增大,进一步加剧大跨度连续刚构桥正常使用期间的病害情况。(3)根据不同作用效应的时间尺度差异性进行监测数据中不同频率信息成分的逐一分离。针对监测数据中的干扰信息,以预处理方法消除;针对监测数据中的高频信号即活载效应信息,以小波阈值方法对其分离;针对监测数据中频率相近的低频信息即温度荷载效应信息和恒载长期效应信息,利用CEEMDAN-JADE算法实现分离;通过仿真信号验证该方法在实现不同作用信息成分分离的可行性。(4)基于规范、统计学理论及有限元算法建立了三种作用效应信息的分级预警体系;基于传统D-S证据理论存在的问题改进证据理论,引入欧氏距离算法确定基本概率赋值函数,以熵权法计算评价指标和评价对象的权重系数,将证据关联系数方法用于冲突证据的融合计算,形成了基于D-S证据理论的大跨径连续刚构桥监测评估方法。应用本文建立的评估方法对江津长江大桥结构状态进行评估,验证了该评估方法的可行性和进步性。
其他文献
贵州特殊的山区地形适合于拱桥的建设,自上个世纪60年代至90年代,设计建造了数量众多的混凝土双曲拱桥和桁式组合拱桥,包括世界最大跨度的预应力桁式组合拱桥——江界河大桥。但在长期的使用过程中相继出现拱波开裂、承载力降低等病害,桥梁技术状况偏低,不少拱桥已处在加固或拆除的边缘。然而,拱桥的加固或拆除涉及到技术、经济、社会、资源等多种因素,采用单一因素难以对拱桥的加固或拆除做出科学合理的决策。为此,本文
学位
地震是最严重的自然灾害之一,拱桥是我国西南山区地区运用最广泛的一类桥型。与梁式桥和斜拉桥比较,拱桥构造形态优美、跨越能力大、耐久性好,是250-600m范围内竞争力最大的桥梁结构形式,并且拱桥作为交通枢纽的重要组成部分,一旦桥梁遭受破坏,将导致巨大的财产损失和生命安全。对于中小跨径上承式拱桥,拱上建筑的高矮墩差距的问题虽然还不明显,随着拱桥跨径的增大,拱圈跨径和拱上立柱高矮墩的差异都会越来越大,在
学位
西南地区大多以山地丘陵为主,为了解决交通问题,人们通常采用“开山填谷”的方法来建设城市,因此形成了很多的回填土区。受回填历史及回填质量的影响,回填土往往较松散,处于欠固结状态和持续沉降阶段,属于不良工程地质条件。现今大力开发城市公路隧道建设时将不可避免下穿深长回填土区,其面临着地层物理力学特性不明确、参数设计无经验、施工技术难度大等诸多工程问题。为了研究回填土层小净距隧道开挖围岩变形与预警标准的问
学位
在中国城市内各基础设施的修建以及改扩建工程中,由于城市的迅猛发展,中国城市人口急剧增长,机动车辆也日益增多,城市的交通状况也越来越拥挤。为了有效减少地面道路的拥挤情况,开发并利用地下空间便成了最有效的办法之一,因此涌现大量深大基坑工程。目前大多深基坑集中在城市敏感区,周边环境复杂,存在大量建筑物,地下管线以及既有地下结构,同时受复杂地质条件影响,使得基坑工程的支护问题成为重难点。根据本文所依托的某
学位
在各种外界激励下,拉索由于其低阻尼的特性而易产生大幅的振动。因此,工程中常用阻尼器对拉索进行减振。为把握拉索-阻尼系统的动力学特性,一般将其简化为带有集中阻尼的张紧弦(本文中,简称集中阻尼弦),通过求解集中阻尼弦的动力学方程可得到解析形式的频率方程。然而,频率方程的基本形式均为超越方程,尚无一般化的求解方法,工程应用中通常以数值手段求取近似解,以讨论其动力特性。在处理工程实际问题上,此做法取得了显
学位
斜拉索是斜拉桥的主要承重结构,但其极易在各种荷载作用下产生大幅振动现象,对桥梁结构的安全造成重大影响,因此拉索的振动控制一直是人们关注的重点。工程上最常在梁端附近安装阻尼器,但随着斜拉索的长度不断增长,结构非线性和垂度效应的影响逐渐增大,阻尼器因安装位置的限制达不到理想的减振效果。辅助索被认为是长索振动控制中一种富有潜力的手段,为研究安装辅助索后系统的固有特性,建立了垂索-辅助索系统的一般索网模型
学位
随着我国公路建设的快速发展,位于软弱地层的隧道数量不断增加。软弱围岩稳定性较差,施工期间极易发生大变形,造成支护结构受损。为了保证围岩的稳定性,预防灾难性事故的发生,有必要对隧道施工过程中软弱围岩的变形及稳定性进行研究,为软弱地层隧道施工提供理论依据。本文依托阿扎河1号隧道,采用理论分析、数值模拟、现场监测等手段开展隧道开挖过程中、初支施作完成后围岩稳定性研究,主要研究内容和成果如下:(1)基于摩
学位
走滑断层地震动产生的滑冲效应与方向性效应会使位于断层上的简支梁桥受到严重震害、甚至横向落梁。根据以往断层地震桥梁震害资料表明,仅设置单层挡块无法满足桥梁的防落梁需求,为保证桥梁在跨断层地震作用下避免落梁,基于“多道设防,分级耗能”的思想设置横桥向防落梁挡块,本文提出两种双层挡块的防落梁方式(内层挡块为钢筋混凝土挡块的双层挡块、内层挡块为X形弹塑性钢挡块的双层挡块),并研究单层挡块和双层挡块的内层挡
学位
随着地震观测技术的逐渐进步,人们已经认识到地震动不仅含有三个平动分量还含有三个转动分量,并开始对地震动转动分量及其对建筑结构的影响进行研究。由于转动分量观测设备难以普遍应用,所以人工合成地震动转动分量仍是工程界获取转动分量的常用方法。我国社会经济的快速发展使得曲线连续梁桥这种在高速公路桥梁和立交匝道桥梁中广泛使用的桥型越来越多,而我国公路桥梁抗震规范并未考虑地震动转动分量对曲线连续梁桥这种空间非对
学位
随着我国综合国力的不断壮大,国内铁路网建设进入了一个全新的发展阶段,其中灵活多变且跨越能力极强的斜拉桥结构在交通网的设计建设中起到了不可或缺的作用;并且公路与铁路共用桥位、两者结合的桥型正在逐步成为合理利用跨江通道资源继而最大限度构建区域联动协作的主要设计理念;然而索梁锚固结构作为结构中拉索与主梁之间的连接节点,承担着传递荷载的重要使命,该结构安全与否直接影响到全桥合理受力状态;此外由于索梁结构本
学位