【摘 要】
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桥梁支座是桥梁上部结构与下部结构之间起荷载传递、变形协调、保证桥体安全的重要结构装置,支座脱空是最严重的支座病害,对桥梁结构受力的影响极大,严重妨碍了桥梁结构的安全使用,针对这一问题,开展了梁桥支座群脱空病害的监测与诊断方法研究。系统总结了国内外桥梁支座的检测技术和监测技术在桥梁工程中的应用研究成果;着重分析了现有的桥梁支座病害监测与诊断方法的局限与不足;在此基础上,提出了梁桥支座群脱空病害监测与
【基金项目】
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国家重点研究计划“基于多元信息的道路基础设施服役性能大数据集成分析方法”（资助号:2018YFB1600202）；
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桥梁支座是桥梁上部结构与下部结构之间起荷载传递、变形协调、保证桥体安全的重要结构装置,支座脱空是最严重的支座病害,对桥梁结构受力的影响极大,严重妨碍了桥梁结构的安全使用,针对这一问题,开展了梁桥支座群脱空病害的监测与诊断方法研究。系统总结了国内外桥梁支座的检测技术和监测技术在桥梁工程中的应用研究成果;着重分析了现有的桥梁支座病害监测与诊断方法的局限与不足;在此基础上,提出了梁桥支座群脱空病害监测与诊断方法。重点研究了梁桥支座群有限元模型精细化构建方法。针对桥梁支座的工作性能,通过数值模拟分析了桥梁盆式橡胶支座和板式橡胶支座在竖向压缩和受扭转动时的变形特点;进而提出了5种梁桥支座群有限元模型支座局部建模方法,系统分析了所提方法在模拟准确度、计算效率和病害模拟方面的差异,选取了适用于脱空病害数值模拟的梁桥支座群有限元精细化建模方法。深入研究了梁桥支座群脱空病害的监测与诊断问题。借助无线感测技术,提出了梁桥支座群脱空病害的监测方法;利用在梁桥支座发生脱空的情况下梁体横桥向受扭转变形的特点,提出了基于瞬时监测数据的支座群脱空诊断因子的构建算法;利用支座群中具有对称性关系的支座其监测数据分布的高度相似性,提出了基于累积监测数据的支座群脱空诊断因子的构建算法;结合瞬时诊断因子和累积诊断因子的诊断优势,提出梁桥支座群脱空病害诊断决策算法。详细验证了梁桥支座群脱空病害监测与诊断方法的有效性。通过对梁桥支座群脱空病害的数值模拟,验证了所提梁桥支座群脱空病害诊断算法的有效性,分析了支座脱空位置、支座脱空程度和环境噪声强度对诊断结果的影响;利用所提梁桥支座群脱空病害监测方法,建立了实际桥梁的梁桥支座群监测系统,工程试验表明所提方法能够实现梁桥支座群脱空病害的有效监测与准确诊断。
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