面向管养需求的大跨径悬索桥健康监测系统研究

建立以按需养护和及时养护为特征的大型桥梁预防性养护体系是现代桥梁养护管理的必然要求,为此有必要为部分特大型桥梁补充建立面向管养需求的健康监测系统。该文以镇胜高速公路北盘江大桥为工程背景,通过收集大跨径悬索桥相关运营安全事故资料和专家意见,总结了影响大跨径悬索桥运营安全的各种因素;建立了镇胜高速公路北盘江大桥运营安全故障树,分析了影响运营安全的主要事故模式和关键因素;在此基础上,给出了不同养护需求层次下健康监测系统的传感器子系统设计建议,对所能监测的事故模式的发生概率总和进行了比较。     

大跨悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型

为描述大跨桥梁服役前完好状态时的结构性能,建立了润扬悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型。首先,探讨面向健康监测需求、建立适度精细基准模型的目标,提出了采用正交异性壳单元等效钢箱梁的建模策略。然后,就钢箱梁的简化模拟、桥塔的动力模型修正、成桥状态初始构形及内力的确定、主梁边界条件的确定和钢箱梁局部应力分析等关键技术问题进行了详细的研究。最后,对所建立的基准有限元模型采用润扬悬索桥成桥试验的实测结果进行了验证。结果表明,该基准模型能从整体结构尺度与局部构件尺度两个方面准确地模拟结构的实际性能,从而为润扬悬索桥的损伤识别与状态评估提供了可靠的结构描述与分析依据。     

自锚式悬索桥健康监测系统设计研究

健康监测系统可以实时地对桥梁结构进行监控,及时发现桥梁结构损伤并进行预警,从而避免桥梁安全事故的发生。文章以某自锚式悬索桥为例,对其进行健康检测系统设计。通过建立全桥有限元模型,确定其传感器的布置、软硬件系统的集成特性等,并结合实际荷载试验,对其监测系统进行测试。结果表明,通过有限元计算得到的桥梁结构易损位置为传感器布置的重点,并结合实际情况对布置方案进行一定调整;基于模块化和SOA健康监测系统可移植性强,较大减轻了软件的开发难度;合理选择开发语言可以起到事半功倍的效果;该桥健康监测系统运行正常,可以准确反应桥梁关键部位的受力状态。     

大型桥梁拉索损伤与健康监测

拉索是斜拉桥和悬索桥的重要组成部分，分析了拉索累积损伤和自然损伤的主要原因，探讨了拉索健康监测的几种主要理论方法，为大跨度桥梁拉索安全检测提供了参考依据。     

悬索桥锚索拉杆更换设计研究

为了提升营运桥梁安全防护能力，以跨径636 m的某单跨钢桁梁悬索桥为例，对悬索桥主缆锚固系统锚索拉杆更换进行设计研究。主要探讨悬索桥锚固系统索股连接件中拉杆更换设计时的施工及监测要求、防腐措施、材料性能要求等，对于营运桥梁的预防性养护工程和提升营运桥梁的安全防护能力具有较大的参考价值，指导借鉴作用显著。     

大跨径悬索桥几何非线性分析综述

随着桥梁跨度的不断增大,结构的柔性越来越显著,大跨度悬索桥的几何非线性问题越来越突出。该文针对悬索桥的非线性特点,论述非线性的影响因素,以及分析计算方法,着重介绍运用无约束非线性规划法求解非线性问题。     

基于机器学习的超大跨度悬索桥健康状态评估

随着桥梁健康监测系统及其应用的不断完善,采用机器学习进行桥梁健康状态评估成为必要趋势。以超大跨度悬索桥为研究对象,基于桥梁监测数据与机器学习算法,建立了一种以提取结构损伤特征为目标的回归网络,并以峰值系数法和连续小波变换法作为对比,采用密度聚类法对桥梁结构的健康状态进行评估。结果表明:采用改进四分位距法可有效消除监测数据中的异常跳点,回归网络提取的损伤特征与密度聚类法在桥梁健康状态评估中的适用性良好。研究成果为机器学习下的超大跨桥梁健康状态评估提供了理论借鉴和方法参考。     

某悬索桥的体系优化分析

对悬索桥进行体系优化,可以改善其结构行为和受力特性,并有效降低工程造价,促进该类桥梁设计计算理论的发展。文中依托某悬索桥工程,选取优化设计变量,对变量参数的取值范围以及约束条件进行合理设置;通过对罚函数法进行改进,将原始有约束优化问题转化为适用于PSO优化算法的无约束问题,联合MATLAB及ANSYS对该悬索桥进行优化分析;通过优化前后桥梁结构的静力性能和模态进行分析,对悬索桥优化前后的状态进行比较,验证了优化设计方法的优越性。     

光纤光栅在矮寨特大悬索桥结构健康监测的设计应用

桥梁构件疲劳、监测养护措施不当,会严重影响构件的承重能力和结构的使用,从而造成桥梁坍塌或局部破坏事故。光纤光栅健康监测系统能够在突发性损伤发生时,及时做出判断和警报,以便采取处理措施,防止发生进一步的破坏和引发其它事故;对于累积损伤,能够定期对损伤的状态做出描述,以便根据情况采取相应措施。本文结合矮寨特大悬索桥设计时,选用了光纤光栅技术对其进行结构健康监测。     

大跨度公铁合建三塔悬索桥方案设计及关键技术研究

以瓯江北口大桥三塔悬索桥方案设计为例,阐述了该公铁合建桥梁主梁截面形式、主塔形式、基础形式等结构设计的主要参数,并对三塔悬索桥的关键技术进行了研究。     

旧金山--奥克兰海湾新桥的主缆设计

在旧金山--奥克兰海湾(San Francisco-Oakland Bay)自锚式悬索桥的主缆设计中,有一些因素造成设计上的难度.这些因素包括:桥梁达150年的使用寿命,主缆三维几何尺寸的制定,受限的主缆锚固空间,主缆的构造法以及主缆的防腐系统等.描述旧金山-奥克兰海湾自锚式悬索桥的独特主缆几何外形设计,阐述有关主缆构造及防腐的可行工艺,并对主缆的最终设计提出建议方法.     

大跨度悬索桥温度效应监测与理论分析

依托重庆万州驸马长江大桥结构健康监测系统,介绍了连通管及压力变送器在大跨度悬索桥挠度监测中的应用情况,研究基于温度效应的大跨度悬索桥长期监测和评估,结果表明钢箱梁竖向变形和梁端纵向位移随环境温度发生较大变形,温度效应显著。此外,建立有限元模型进行大跨度悬索桥温度效应的理论分析,温度效应现场监测值与理论分析结果基本吻合,验证了连通管和压力变送器系统用于监测大跨度悬索桥温度效应的可靠性。     

多塔悬索桥的研究进展

与采用中间只有单一主跨跨过的双塔悬索桥相比,多塔悬索桥可以大大减小主跨跨径,显著减小主缆拉力及锚碇规模,其综合造价随之降低,因而成为特大跨径桥梁的一种具有竞争力的桥型方案.文中首先回顾了国内外多塔悬索桥的发展历史及现状,其次综述了多塔悬索桥的研究进展,最后展望了多塔悬索桥研究的努力方向.     

大跨径悬索桥主缆防腐蚀技术的研究

悬索桥主缆钢丝腐蚀是国内外悬索桥普遍存在的问题,作为悬索桥的主要承重构件的主缆,它的安全性及其耐久性直接关系到桥梁的使用年限,故对其钢丝进行特殊防护,是保证桥梁正常运行及保证桥梁使用寿命的重要措施。为了更加经济,更加方便地进行主缆钢丝的防护,同时考虑到长远利益,对主缆防腐蚀技术研究现状的了解显得尤为必要,故主要介绍了大跨径悬索桥主缆防腐蚀技术的发展状况。     

西江特大桥荷载试验期间主梁纵向水平位移分析

以汕(头)湛(江)高速公路清远清新云浮新兴段西江特大桥为背景,通过分析结构健康监测数据和成桥荷载试验数据,研究了大跨度悬索桥主梁纵向(顺桥向)水平位移随车辆荷载位置的变化规律。研究表明,在车辆静力加载下,悬索桥主梁可产生顺桥向位移,运动方向可由主梁和车辆系统重心位置的变化而变化;结构健康监测系统能提供准确、连续、实时的监测数据,有助于揭示桥梁的实际工作状态。     

移动荷载作用下特大悬索桥的行车舒适性

为研究移动荷载作用下特大悬索桥的动力响应和行车舒适性问题,用正交异性矩形板单元弯曲形函数的6次Hermitian插值函数,通过Matlab编程把车辆移动过桥时的荷载转换成加劲梁各节点的荷载时程,用通用有限元程序ANSYS,对移动荷载作用下特大悬索桥动态响应进行了时程分析,给出了悬索桥在不同荷载作用下的数值分析结果。实例分析表明,该方法具有很好的适用性和很高的精度,加劲梁最大位移响应位于桥梁中跨的跨中位置,发生在移动荷载通过桥梁跨中位置前后。最后,通过对某悬索桥动力响应的时程结果进行小波变换,研究了该悬索桥的行车舒适性。     

某风景区人行悬索桥设计

悬索桥以其气势磅礴的外型受到人们的喜爱,特别是对于景观要求较高的风景旅游区,悬索桥往往成为最受欢迎的桥型之一。文中从地形、地质、施工条件、桥梁总体布置等方面论述了某风景区人行悬索桥的设计过程,并对人行悬索桥的施工方案进行了说明。     

悬索桥主缆成桥线形的迭代算法

大跨度悬索桥主缆成桥线形是进行结构分析、计算和指导施工的关键控制因素,采用有限位移理论可较全面地考虑大位移引起的悬索桥几何非线性.利用通用有限元程序,建立全桥平面有限元模型,实现了悬索桥施工过程的模拟计算,并且使用悬索桥施工理想初态及成桥状态的迭代算法来确定主缆成桥线形.结果表明,悬索桥主缆的线形是介于抛物线与悬链线之间的索多边形.     

基于环境激励测试值的润扬悬索桥动力特性分析

桥梁结构自振特性分析是进行地震反应分析及风振分析的理论基础,系统而深入的认识桥梁结构的动力特性是十分重要的。通过以润扬南汊悬索桥为研究对象,分析了对其实施环境随机测试的过程及结果,并根据润扬南汊悬索桥的设计图纸用大型商业有限元软件ANSYS建立了悬索桥的三维有限元模型,对成桥后的动力特性进行计算,并与实测值进行了对比分析,结果比较吻合,为该桥进一步动力分析提供了理论基础。     

基于长期监测数据的润扬大桥扁平钢箱梁温度分布特性

以润扬大桥悬索桥和斜拉桥的扁平钢箱梁为研究对象,采用假设检验方法对扁平钢箱梁长期温度监测结果进行了温度分布特性分析,重点研究了扁平钢箱梁的横向温差和竖向温差分布特征,在此基础上采用极值分析方法计算了扁平钢箱梁的温差标准值,建立了钢箱梁温差计算模型,并针对悬索桥和斜拉桥的温度分布模式建立了6种最不利横向温差计算模型.研究结果表明:润扬大桥悬索桥和斜拉桥底板的横向温差可忽略;悬索桥和斜拉桥钢箱梁对称轴位置受相同的竖向温差作用;悬索桥和斜拉桥顶板的横向温度分布差异较大.