【博士】大型斜拉橋長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究【2006】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2006年　　橋梁建成以后，會(huì)由于設(shè)計(jì)或施工的缺陷而存在隱患，或受到氣候、環(huán)境等自然因素的影響而老化，或承受日益增加的交通流量和荷載作用而損壞。如果不對(duì)這些存在結(jié)構(gòu)損傷和隱患的橋梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，就得不到及時(shí)維修與加固，不僅會(huì)影響行車安全，縮短橋梁使用壽命，甚至?xí)l(fā)生橋梁突然破壞或倒塌等橋毀人亡的事故。　　本文以武漢長(zhǎng)江二橋(大型斜拉橋)為研究背景，針對(duì)大型斜拉橋的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)過(guò)程中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，綜合運(yùn)用有限元理論、動(dòng)力模型修正、模態(tài)參數(shù)識(shí)別、優(yōu)化算法、結(jié)構(gòu)仿真與預(yù)測(cè)等理論和方法，從橋梁結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)理論模型的建立開始，對(duì)橋梁健康基準(zhǔn)狀態(tài)的確定、動(dòng)力模型修正方法、結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別算法、橋梁結(jié)構(gòu)閾值的確定、結(jié)構(gòu)損傷預(yù)案仿真等整個(gè)健康監(jiān)測(cè)過(guò)程中　　的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究?！　⊙芯苛藰蛄涸谥剌d車50T、80T和120T等幾種工況下的工作狀態(tài)，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)：一臺(tái)120T重車過(guò)橋相當(dāng)于1．5萬(wàn)輛普通車輛的影響，這種影響應(yīng)該引起橋梁管理者的高度關(guān)注，增設(shè)測(cè)重儀器，及時(shí)限制超重車過(guò)橋?！　∧M了橋梁在5萬(wàn)輛、lO萬(wàn)輛、15萬(wàn)輛和20萬(wàn)輛等4種不同的交通流量下的狀況，計(jì)算了主要截面的應(yīng)力應(yīng)變、斜拉索的索力、主塔的偏移量和主梁的撓度等。研究發(fā)現(xiàn)武漢長(zhǎng)江二橋的極限交通流量在12萬(wàn)輛左右，長(zhǎng)期超重會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞作用，這個(gè)研究結(jié)果為橋梁管理者提供了科學(xué)的交通管制手段；　　模擬了橋梁在極端寒冷和極端炎熱等2種不同氣候條件下的工作狀況，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度的高低不是主要的因素，而整個(gè)橋梁的溫度梯度是主要的因素，溫度梯度越大，產(chǎn)生的應(yīng)力越大；　　模擬了部分斜拉索斷裂后的橋梁工作狀況。研究表明斷索后所有拉索的索力要進(jìn)行重新分配，并且都有不同程度的增加，而距離斷索越近的拉索其索力增加越大。以橋梁中部WTZl0．S-AF處的索力為例，在日交通流量5萬(wàn)輛時(shí)，其索力增加了387kN，增幅達(dá)到9．5％；在日交通流量10萬(wàn)輛時(shí)，其索力增加了796kN，增幅達(dá)到17．8％。顯然這要引起橋梁維護(hù)工作者的高度關(guān)注?！　?

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