【摘要】：運營階段的斜拉橋在環(huán)境因素或者荷載作用下,其主要結(jié)構(gòu)的性能會隨著時間的推移而不斷的衰減。本文以重慶市彭溪河特大斜拉橋為工程依托,采用高精度的健康監(jiān)測系統(tǒng),對斜拉橋的索塔偏位、主梁撓度等進行了實時監(jiān)測。以監(jiān)測到的斜拉橋變位數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對該橋進行特征值分析和可靠度分析。其研究的主要內(nèi)容和成果如下:(1)對背景斜拉橋的監(jiān)測系統(tǒng)進行了詳細的介紹,對監(jiān)測到的斜拉橋主要結(jié)構(gòu)的變位值進行了數(shù)據(jù)預(yù)處理。規(guī)定以半年為一期限,零值所占比率在5%以下則保留,來對零值進行了處理;然后利用拉依達法則對異常值進行了處理;最后利用五點三次多項式中心移動平滑法對隨機噪音進行了處理,處理完成后,能容易得到規(guī)律性結(jié)果。(2)由于斜拉橋主梁和主塔的變位數(shù)據(jù)主要由活載效應(yīng)、溫度效應(yīng)、劣化效應(yīng)產(chǎn)生,而且,活載效應(yīng)下的變位頻率大于溫度效應(yīng)下的變位頻率,而三種溫度效應(yīng)下的變位頻率大于或接近于劣化效應(yīng)的頻率。那么利用這個特點,首先,采用傅里葉變換,對溫度和變位數(shù)據(jù)進行了頻譜分析,得到了變位數(shù)據(jù)與溫度之間有較強的關(guān)聯(lián)性,并得到了變位數(shù)據(jù)在溫度效應(yīng)下的頻率周期為12h和24以及小波分解層數(shù)為5層;然后利用小波分析理論,對監(jiān)測的變位數(shù)據(jù)進行了分解和重組,提取得到了主梁和索塔的活載效應(yīng)下變位值。(3)以概率論為基礎(chǔ),對斜拉橋主梁和主塔的活載變位值進行了特征值分析。首先對活載變位數(shù)據(jù)進行時間段的選取,并利用核密度估計,得到每個時間段活載變位值的概率分布情況;然后利用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)學(xué)意義和實際意義,分析變位數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的變化趨勢,來定性表現(xiàn)橋梁主要結(jié)構(gòu)的性能差異,最終得到隨著時間的推移,其結(jié)構(gòu)性能在下降。(4)以在役橋梁可靠度理論為依據(jù),對斜拉橋主梁和主塔的活載變位值進行可靠度分析。首先利用抗力衰減函數(shù),獲得每個時間段的抗力標(biāo)準(zhǔn)值;然后根據(jù)抗力統(tǒng)計參數(shù)表對其進行概率化;接著計算得到每個時間段的可靠度指標(biāo)和失效概率,分析可靠度的變化率,來定量表現(xiàn)橋梁主要結(jié)構(gòu)的性能差異,得到結(jié)構(gòu)是安全的;通過分析索塔和主梁可靠度的變化率,并利用其變化特點,得到索塔需要加大養(yǎng)護力度。
【圖文】：

圖 1.1 智能化橋梁結(jié)構(gòu)總體框架圖在國外有專門的橋梁健康監(jiān)測研究計劃，比如歐盟合作研究計劃下的 EU 計UREKA 計劃，EU 計劃是利用傳感器來監(jiān)測橋梁關(guān)鍵參數(shù)和力學(xué)參數(shù)來預(yù)退化機理；EUREKA 計劃應(yīng)用在各個領(lǐng)域，主要是判斷結(jié)構(gòu)的損傷程度。聯(lián)合研究中，主要是針對結(jié)構(gòu)的損傷問題采取了大量研究，其參與者主要是校。對于日本而言，主要研究的對象是地震對橋梁的影響。一些特別學(xué)者對測內(nèi)容很重視；比如 P D Thompsonet，H Hawk，，E P Small[22-26]等人研究了測數(shù)據(jù)。對于中國而言，很多中國大型高校的學(xué)者對橋梁健康監(jiān)測方面進行了研究進平院士的健康監(jiān)測團隊，主要對海洋平臺等結(jié)構(gòu)進行了健康監(jiān)測研究，并了斜拉橋施工監(jiān)控，成橋試驗，運營健康監(jiān)測和養(yǎng)護管理一體的系統(tǒng)設(shè)計[22 智能化橋梁監(jiān)測系統(tǒng)簡介

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 依托工程及數(shù)據(jù)處理和橋梁評估方法工程健康監(jiān)測系統(tǒng)簡介特大橋位于 G42 滬蓉高速公路重慶境內(nèi)云陽-萬州段。橋梁中，全長 992m，其中主橋長 632m。橋梁平面除萬州岸右線部分位余均位于直線上；縱面除云陽岸引橋位于凸形豎曲線內(nèi)，其余位。主橋上部結(jié)構(gòu)為雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，全橋跨徑組m（預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) T 梁）+（50+108+316+108+50）m（斜應(yīng)力混凝土簡支 T 梁）。橋面橫向布置：0.50m（防撞欄）+10.0m（中央分隔帶）+10.75m（行車道）+0.50m（防撞護欄）。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U443

【參考文獻】

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本文編號：2607746