大跨度斜拉橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

1、　　本文系統(tǒng)研究大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，以及基于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)作用、響應(yīng)及性能分析方法，并開(kāi)展工程應(yīng)用研究。　　本文首先針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫損傷的普遍性和嚴(yán)重性，利用碳纖維材料良好的本征性和智能感知特性，發(fā)展橋梁結(jié)構(gòu)裂縫監(jiān)測(cè)碳纖維傳感器。為此，通過(guò)試驗(yàn)，系統(tǒng)研究無(wú)膠基和環(huán)氧樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料的力電特性，針對(duì)碳纖維復(fù)合材料力電特性的特點(diǎn)，研制橋梁結(jié)構(gòu)大應(yīng)變裂縫監(jiān)測(cè)元件——碳纖維傳感器，建立碳纖維傳感器設(shè)計(jì)方法。

2、　　本文研究建立大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法；針對(duì)大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器的特點(diǎn)，研究大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方案和系統(tǒng)，編制開(kāi)發(fā)多種傳感器的數(shù)據(jù)采集軟件；研究大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，開(kāi)發(fā)建立基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；研究健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成技術(shù)。采用上述研究成果，設(shè)計(jì)、實(shí)施并運(yùn)行山東濱州黃河公路大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，驗(yàn)證本文建立的大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)

3、技術(shù)的合理性和可行性。研究了基于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)作用、響應(yīng)和性能分析方法，包括風(fēng)荷載特性統(tǒng)計(jì)方法，斜拉橋結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，斜拉橋結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力響應(yīng)分析方法；基于山東濱州黃河公路大橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)建立橋位處的風(fēng)荷載，分析識(shí)別山東濱州黃河公路大橋的多階自振頻率，分析山東濱州黃河公路大橋在成橋靜動(dòng)力試驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)服役階段的靜動(dòng)力響應(yīng)及其特點(diǎn)與水平。　　針對(duì)目前模型修正技術(shù)不能很好地解決大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)有限元模型修正中

4、結(jié)構(gòu)自由度數(shù)多、監(jiān)測(cè)信息少的問(wèn)題，首先研究了大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)橋塔和斜拉索的模態(tài)獨(dú)立特征，提出了大跨度斜拉橋模態(tài)子結(jié)構(gòu)模型修正方法；采用大跨度斜拉橋模態(tài)子結(jié)構(gòu)模型修正方法，基于特征值靈敏度，分別修正了山東濱州黃河公路大橋的中塔、斜拉索和橋面系的結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立了山東濱州黃河公路大橋修正有限元模型；通過(guò)成橋靜力加載試驗(yàn)實(shí)測(cè)值和計(jì)算值的比較，驗(yàn)證了修正有限元模型的精度；采用修正有限元模型，對(duì)山東濱州黃河公路大橋在設(shè)計(jì)荷載下的反應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析，