基于健康監(jiān)測的結(jié)合梁斜拉橋安全預(yù)警方法研究.pdf

1、隨著斜拉橋技術(shù)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的安全性成為人們首要關(guān)注的問題。在橋梁事故頻頻發(fā)生的今天，建立斜拉橋結(jié)構(gòu)安全預(yù)警方法，可及時發(fā)現(xiàn)橋梁性能的退化，這樣不僅便于科學(xué)地實(shí)施橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，還能避免災(zāi)難性事故的發(fā)生，具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文以江蘇沿海高速(G15)灌河大橋健康監(jiān)測為背景，建立結(jié)合梁斜拉橋運(yùn)營狀態(tài)的安全預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)斜拉橋運(yùn)營過程的安全評估和安全預(yù)警。主要工作有:
　　(1)結(jié)合灌河大橋的特點(diǎn)，進(jìn)行灌河大橋健

2、康監(jiān)測系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)和實(shí)橋監(jiān)測系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作，并對健康監(jiān)測測試數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析;
　　(2)基于環(huán)境振動測試結(jié)果對灌河大橋有限元模型進(jìn)行了模型修正，建立能夠反映灌河大橋?qū)嶋H狀態(tài)的基準(zhǔn)有限元模型，并進(jìn)行靜動力計(jì)算為灌河大橋安全評估和預(yù)警建立閾值;
　　(3)基于不確定層次分析法、群判斷、集值統(tǒng)計(jì)原理、變權(quán)綜合理論以及熵值法理論建立灌河大橋安全性評估綜合方法，并進(jìn)行實(shí)橋運(yùn)營狀態(tài)的安全評估;
　　(4)聯(lián)合基準(zhǔn)有限元模型和

3、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型并基于灌河大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建灌河大橋安全預(yù)警指標(biāo)體系。
　　得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)建立的灌河大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)具有功能完整性、維修養(yǎng)護(hù)方便性、先進(jìn)實(shí)用性等特點(diǎn)，可為灌河大橋安全評估和預(yù)警方法的研究提供支撐;
　　(2)基于灌河大橋基準(zhǔn)有限元模型及相關(guān)規(guī)范，建立了灌河大橋結(jié)構(gòu)安全評估限制及安全預(yù)警閾值;
　　(3)建議了灌河大橋結(jié)構(gòu)安全綜合評估方法，該方法不僅能考慮評估過程中

4、的模糊性和不確定性，減少隨機(jī)誤差，并通過基準(zhǔn)有限元模型數(shù)值模擬、監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并結(jié)合規(guī)范相關(guān)要求制定了指標(biāo)評判標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)充了現(xiàn)行規(guī)范缺乏對在線監(jiān)測指標(biāo)做出限定的規(guī)定;
　　(4)提出了灌河大橋結(jié)構(gòu)安全藍(lán)色、黃色及紅色預(yù)警等級，建立結(jié)合灌河大橋基準(zhǔn)有限元模型及小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的灌河大橋安全預(yù)警綜合體系，并分別建立相應(yīng)的安全預(yù)警指標(biāo)。五個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果表明，各項(xiàng)在線監(jiān)測項(xiàng)目均有極少量數(shù)據(jù)超出藍(lán)色預(yù)警指標(biāo)閾值，無數(shù)據(jù)超出黃色或紅色預(yù)警指標(biāo)