融合實時監(jiān)測與養(yǎng)護(hù)檢測的在役橋梁狀態(tài)評定研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是土木工程領(lǐng)域一項新興的橋梁管養(yǎng)技術(shù)以及目前比較重要的研究方向，但規(guī)范化仍有所不足;傳統(tǒng)的橋梁檢測在目前的橋梁管養(yǎng)中的地位至關(guān)重要，其在行業(yè)內(nèi)已形成一套規(guī)范化的流程與標(biāo)準(zhǔn)，而橋梁檢測雖已完善并規(guī)范化但是其中仍有點些許不足之處。論文針對橋梁健康監(jiān)測、養(yǎng)護(hù)定檢與荷載試驗對橋梁安全保障方面缺乏互補、協(xié)同的問題，利用健康監(jiān)測系統(tǒng)的實時性、整體性，結(jié)合橋梁檢測技術(shù)的成熟以及規(guī)范化的優(yōu)點，以梁式橋為研究對象，研究了融合實時監(jiān)測與養(yǎng)護(hù)檢測

2、的在役橋梁狀態(tài)評定方法。主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)在對比分析《公路橋梁荷載試驗規(guī)程》(JTG/TJ21-01-2015)和《公路橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(JT/T1037-2016)的基礎(chǔ)上，提出了利用監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行荷載試驗及承載力評定的方法，并利用荷載試驗的方式對橋梁的日常狀況進(jìn)行校驗系數(shù)的評價提供一種可行性的參考。
　　(2)提出了基于人工檢測的橋梁有限元模型修正。主要通過參數(shù)型修正方法進(jìn)行修正。利用結(jié)構(gòu)獲得激勵

3、的響應(yīng)信息確定所修正的模型的目標(biāo)函數(shù)，通過對各個響應(yīng)信息進(jìn)行層次分析其所在目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重，來確立完整的目標(biāo)函數(shù)，再劃分所要修正的參數(shù)區(qū)間，將其代入模型中進(jìn)行迭代，使得目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值的參數(shù)便為修正后的參數(shù)。從而使模型更加接近真實狀況。通過荷載試驗所獲取的橋梁動靜響應(yīng)信息，利用人工檢測發(fā)現(xiàn)橋梁的材料參數(shù)以及幾何參數(shù)和邊界條件的變化。在修正后的有限元模型基礎(chǔ)上，基于《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/TJ21-2001)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行

4、重分析，從而判斷橋梁的整體狀況。
　　(3)提出了融合運營期橋梁健康監(jiān)測與養(yǎng)護(hù)檢測的結(jié)構(gòu)狀態(tài)整體評價技術(shù)。利用健康監(jiān)測數(shù)據(jù)以及養(yǎng)護(hù)檢測所獲取信息利用評估手段對橋梁進(jìn)行一個整體的評價。該評價方法包括了:結(jié)合橋梁設(shè)計規(guī)范和《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/TH21-2011)中直接評為第五類橋梁的預(yù)警值設(shè)定;在地震、船撞等其他極端情況下的橋梁實時信息分析的專項評估;利用運營荷載校驗系數(shù)以及橋梁整體內(nèi)力狀態(tài)和結(jié)構(gòu)動力特性三個指標(biāo)進(jìn)行

5、的安全一級評估以及基于數(shù)據(jù)分析、安全一級評估和專項檢查結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷識別和模型修正，然后基于修正有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)重分析和極限承載力分析，并確定結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)等級結(jié)合靜動力響應(yīng)信息的結(jié)構(gòu)有限元模型修正和重分析的二級評估。
　　(4)以寧夏吳忠黃河大橋為例，對該橋的養(yǎng)護(hù)檢測信息以及健康監(jiān)測系統(tǒng)信息進(jìn)行收集，包括人工定檢信息、橋梁承載能力評定信息以及荷載試驗信息和橋梁實時監(jiān)測的信息利用構(gòu)建出的橋梁運營期的評估系統(tǒng)對該橋梁進(jìn)行整體性的評