中小跨径桥梁结构安全状态评估研究

针对目前中小跨径桥梁健康监测系统及结构安全状态评估相关研究不足的情况,以万埠大桥为工程背景,通过安装在桥梁结构上的健康监测系统获得实时监测数据,对桥梁结构应变及倾角数据进行分析处理。基于统计学原理,采用损伤预警理论中的无模型指标训练法对万埠大桥进行安全状态评估,通过该法计算得到桥梁结构应变及倾角值的安全阈值,将监测系统实时监测数据与安全阈值进行对比,评估桥梁安全状态,为桥梁管养部门管理决策提供依据,也为今后中小跨径桥梁安全评估提供实例借鉴。     

大跨度单索面斜拉桥静荷载试验研究

重庆石门嘉陵江大桥为大跨度单索面斜拉桥，至今已服役30年，为了解大桥当前结构状态和受力性能，对大桥关键受力构件进行静荷载试验，主要内容包括主梁最大正、负弯矩，塔身最大弯矩，斜拉索索力，主梁挠度和塔顶偏位，旨在根据现场试验结果与荷载试验评定方法，评估桥梁的结构状态。结果表明，石门大桥各试验截面平均应变、挠度、塔顶偏位和索力校验系数均在合理范围内，相对残余应变均小于20%;大桥整体处于弹性工作状态，受力状态良好，满足设计荷载的正常使用要求。     

基于监测数据的永宁黄河公路大桥动力特性分析

首先介绍频域分解法理论基础和算法实现,然后以永宁黄河公路大桥为背景,介绍结构健康监测系统在实际桥梁中的应用,基于监测数据采用频域分解法进行桥梁结构动力特性分析,将识别结果与成桥荷载试验和理论计算结果进行对比,验证了频域分解用于大跨度桥梁结构运营模态分析的可靠性和有效性,识别结果可以作为桥梁结构安全状态等级划分与评定依据的一项重要指标。     

混凝土梁桥应变监测分级预警阈值设定研究

为更好地利用健康监测数据对桥梁状态进行评估,以某在役桥梁为工程依托,通过对应变监测数据、温度数据的分析,得到应变-温度回归方程。采用监测应变值与回归方程计算值相减,得到可变荷载作用下的应变残差。将某时间段内应变残差的最大值与荷载试验最不利工况的应变监测变化值作为低、高级预警阈值。结果表明,温度变化与混凝土应变之间为线性强相关,监测应变值与回归方程计算值的残差主要由可变荷载引起,针对应变残差设定的分级预警,能够对结构进行有效预警。     

桥梁健康监测系统在线结构分析及状态评估方法

为实时在线评估桥梁结构实测荷载与响应状态的相关性,提出桥梁健康监测系统的在线结构分析及状态评估方法。编制有限元分析程序内核,在程序内核中内嵌桥梁结构有限元模型,通过授权的数据库接口,读取健康监测系统中的实时荷载数据,对荷载数据进行统计分析,然后计算结构的理论响应值,并与健康监测系统中的结构实测响应值进行对比,对结构行为进行评估。某桥主桥为主跨460m的五跨连续双塔双索面半飘浮体系斜拉桥,应用该方法对该桥进行在线分析和状态评估,评估结果显示,根据实测荷载分析得到的结构响应和实测结构响应吻合较好,结构荷载和响应具有线性相关性,结构运营正常。     

宁波招宝山大桥基于模型修正的动力分析

宁波招宝山大桥是曾经严重事故、后经局部拆除加固重建的大型独塔不对称斜拉桥,目前成桥状态十分复杂。为了评估大桥的使用性能和建立桥梁健康监测系统,需要符合实际结构的有限元分析计算模型。在采用精细的有限元模型基础上,以实际测量的动态试验数据为依据,应用基于灵敏度分析为基础的模型修正法,对结构有限元模型进行了修正。基于振型的模态确认准则的相关性计算表明,修正后的有限元模型比较好的反映了结构的实际状态,由此计算分析了成桥状态的动力特性。相关结果可为后续结构健康检测、损伤评估与维修管理提供必要的技术支持。     

静载试验在石梁桥承载能力评估中的应用研究

桥梁静载试验是测量桥梁结构在试验荷载作用下的应变和挠度,它是了解桥梁结构实际工作状态的最直接有效的方法。通过对花岗岩石梁桥的石材弯曲抗拉强度、弹性模量试验方法,以及静载试验在石梁桥检测中的应用,并将实测石梁的应变和挠度与理论计算结果进行比较分析,评估石梁桥的承载能力。     

香港与内地关于大跨度斜拉桥荷载试验的比较

目前,在各种评定桥梁结构状态的方法中,荷载试验仍然是较为直接的方法,比较香港昂船洲大桥、苏通长江大桥、武汉天兴洲长江大桥的成桥荷载试验异同点发现:香港昂船洲大桥在桥梁结构设计时就已包含健康监测系统的设计,其成桥荷载试验基于英国规范,兼有通车鉴定、为健康监测有限元模型修正提供参数、检定健康监测硬件系统等多样化的目标;内地荷载试验基于相关检测规范,主要面向于竣工验收.建议内地的荷载试验项目考虑有限元模型修正的工作,将修正后的有限元模型作为荷载试验的成果之一提交,为桥梁后续承载力评估提供连续一致的原始资料.对于确定安装健康监测系统的特大型桥梁,应使该系统对桥梁结构的全寿命周期提供连续监测,进而提高管养水平.     

静载作用下桥梁结构受力分析

通过静载试验测量桥梁结构各控制截面在静荷载工况下的应力应变和变形,可判断桥梁的受力性能和工作状态。文中以高桥沟大桥为工程背景进行现场静载试验,分析计算4种荷载条件下各控制截面的结构应力和变形,数值计算结果和理论数据对比分析表明,施工过程中该桥结构符合规范要求,具有良好的受力性能。     

广东博罗大桥加固后静载评估分析

介绍了广东博罗大桥加固后的静载试验.借助桥梁专用有限元计算分析软件仿真模型,对桥梁在试验荷载下结构实测挠度及应变与理论值进行比较分析,判断该桥梁结构加固后是否满足设计荷载要求,对桥梁后期运营及养护提出建议.     

钢筋混凝土桥梁结构动力有限元模型修正

在建立桥梁结构有限元模型时,所建的有限元模型与结构的真实情况不可避免地存在着差异。要建立精确的有限元模型,必须利用大桥现场环境振动测量值得到一组结构实测模态参数,用以作为有限元模型修正的基准。利用有限元分析软件ANSYS的优化功能,对桥梁结构进行模型修正,修正后有限元模型的动力特性更加趋近于环境振动实测值。修正后的结构有限元模型可以作为大桥损伤监测和整体性评估的基准。     

车柳河大桥基准有限元模型的建立

在建立桥梁结构有限元模型时,所建的有限元模型与结构的真实情况不可避免地存在着差异。要建立精确的有限元模型,必须利用大桥现场环境振动测量值得到一组结构实测模态参数,用以作为有限元模型修正的基准。利用有限元分析软件ANSYS的优化功能,对桥梁结构进行模型修正,修正后有限元模型的动力特性更加趋近于实桥环境振动的实测值。修正后的结构有限元模型可以作为大桥损伤监测和整体性评估的基准。     

混凝土桥梁应变监测的时变温度效应分离方法

温度对桥梁应变监测值的影响极大,往往使得荷载引起的应变响应湮没于应变的温度效应中。该文以北京市二环某连续梁桥的监测数据为背景,研究了一种从桥梁健康监测系统的应变监测值中实时分离温度效应的方法。根据对不同季节的温度及应变监测数据进行分析,提出采用时变多元线性拟合方法建立温度作用与应变之间关系的模型。该模型参数随时间动态变化,可长期使用,对在线监测系统中的应变监测值进行实时修正。分离温度效应后的应变仅由荷载作用产生,可用于桥梁结构的预警、荷载识别和安全评估。     

预应力混凝土系杆拱桥荷载试验与计算分析

对桥梁进行荷载试验是为了查明和鉴定其实际受力状况和质量的较为直观的手段.千秋大桥主桥为系杆拱桥,为了检验其运营13a后的实际结构状态和工作性能,对该桥进行了荷载试验研究,测定了结构关键截面的挠度和应变,并建立了桥梁的有限元模型,对不同加载状况进行了计算分析,将实际测试值与理论计算值进行比较,对桥梁的工作状态作出了评估.结果表明,该桥目前工作状况良好,若提升该桥设计荷载等级,需要对其上部结构进行加固处理.     

静载试验在木桥检测中的应用研究

桥梁静载试验是测量桥梁结构在试验荷载作用下的应变和挠度,是了解桥梁结构实际工作状态的最直接有效的方法。介绍了上海市浦东新区某木桥静载试验的内容和方法,并将实测木梁的应变和挠度与理论计算结果进行比较分析,评价桥梁结构的实际工作状态与性能,可为以后同类型木桥的静载试验提供依据。     

某大跨度混合梁斜拉桥模态分析与试验研究

桥梁结构的动力特性(如固有频率、阻尼系数和振型等)只与结构本身的固有性质有关,是结构振动系统的基本特征。桥梁结构在运营期间一旦有较大损伤(如梁体开裂、基础状态恶化等),结构的动力参数(如频率、阻尼等)将出现较大变化。文中通过广东汕头礐石大桥主桥模态试验,将试验测试结果与往年测试结果及理论计算结果进行对比,分析大桥结构的实际工作状态,评估桥梁结构的安全可靠性,同时为使用阶段结构评估积累原始数据,修正并完善桥梁的有限元计算模型。     

基于应变能量函数的桥梁损伤识别方法

为了解决传统损伤识别方法在桥梁健康监测方面的不足,借助频响函数法损伤识别的理论基础,建立应变监测数据功率谱密度函数与桥上通行荷载集群的对应关系,进而提出应变能量函数的概念,并提出了应用应变能量函数进行结构损伤识别的理论方法。在大量分析车辆荷载作用下桥梁结构应变响应监测数据的基础上,结合桥梁结构振动理论、信号处理技术以及数据分析理论,对利用应变信号能量函数进行桥梁结构损伤评估进行验证。通过在桥梁关键部位安装一定数量的应变传感器和一套动态称重系统,以固定周期对时段内的各测点的应变能量函数进行求解,利用统计分析技术得到能量函数计算值的概率分布规律,基于监测系统的工作特征,研究制订了在线损伤识别评估的方法和流程。最后以青银线济南黄河大桥为例,采用数值仿真和实测数据对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法效率高,精度好,通用性强,能够实现随机车流下桥梁结构损伤实时在线识别评估。     

连续刚构桥动力特性参数识别与有限元模型修正

以东营黄河公路大桥——大跨预应力混凝土连续刚构桥为对象,首先利用ANSYS建立了全桥的三维有限元模型并进行了理论模态分析;并应用频率分解方法(FDD)和特征系统实现算法(ERA)分析了该桥所安装的健康监测系统采集的加速度响应数据,进行了桥梁动力特性参数识别;最后,在所建立的初始有限元模型和识别的实际桥梁动力特性参数的基础上,采用模型修正的方法,得到了该桥修正的有限元模型。研究结果表明,通过该桥监测系统采集的加速度数据可以较好地识别其模态参数,所识别的模态参数可作为结构动力特性修正的依据;修正后的有限元模型能更真实地反映结构的动力特性,模型修正的结果较好地反映了实际桥梁的物理特性。该模型可以作为该桥梁长期健康监测与状态评估的基准模型。     

运营车辆荷载作用下大跨PC梁桥动挠度特性研究

针对运营车辆荷载作用下大跨PC梁桥动挠度特性问题,以琶洲大桥和洛溪大桥为背景工程,采用有限元计算和现场试验获取其车辆荷载动挠度,并分别在时域和频域,重点研究了运营车辆荷载作用下动挠度的统计特征和频谱特性。研究结果表明,模拟车辆荷载作用下的动挠度与实测动挠度吻合较好,两座背景桥的动挠度计算值以及实测值的均值和方差均在3～5mm范围内,均方差在2mm左右,变异系数超过50%,说明在大跨PC梁桥挠度监测时,不能忽略运营车辆荷载作用下桥梁结构挠度的动态效应,应采用动挠度来表征桥梁结构变形。功率谱密度曲线呈多峰分布,幅值谱属双峰分布,幅值谱主要频率集中在结构振动一阶频率及三阶频率附近。研究结果可为桥梁结构动态挠度监测方法研究和挠度成分分离研究,提供科学依据和基础数据。     

基于ANSYS的钢-混凝土组合结构力学性能分析及荷载试验研究

钢-混凝土组合结构受力情况复杂,成桥质量难以控制和评价,本文以渭河大桥为工程背景,对其进行力学性能分析和荷载试验研究,评价其成桥质量和工作状态,为此类结构的建模和质量评价提供参考。首先建立桥梁上部结构有限元模型,绘制出内力包络图和影响线,确定测试断面、试验工况、加载位置及大小等试验参数,计算出各工况实际车辆荷载作用下各测点的挠度和应变值,将其与现场测试结果进行对比分析,其静载试验结果表明该桥在试验荷载作用下,表现出良好的弹性工作状态,结构的强度和刚度满足要求,钢-混结合段也起到了良好的纽带作用,达到了设计要求;动载试验结果表明结构的竖向动刚度满足要求,桥梁整体工作状态良好。