【摘要】：近年來(lái),大跨徑懸索橋在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是隨著橋梁使用年限的增加,越來(lái)越多的橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度的損傷和局部破壞,嚴(yán)重影響了其正常使用和安全。因此,通過(guò)合適的途徑,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)施健康監(jiān)測(cè)與狀態(tài)評(píng)估,以保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營(yíng)已經(jīng)成為眾多學(xué)者們研究的一個(gè)重要方向。但從目前的情況來(lái)講,國(guó)內(nèi)外針對(duì)大跨懸索橋這一類型的橋梁,其健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估研究方興未艾。因此,為了保證大型橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營(yíng),實(shí)時(shí)掌握橋梁的安全狀態(tài),研究有效的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及狀態(tài)評(píng)估方法已成為當(dāng)務(wù)之急。本文針對(duì)上述情況,以云南單跨380米的瀾滄江大橋?yàn)橐劳虚_(kāi)展研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)根據(jù)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位測(cè)量原理,結(jié)合現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)和手段,將北斗導(dǎo)航定位技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際橋梁變形監(jiān)測(cè)研究中。研究結(jié)果表明:北斗導(dǎo)航定位技術(shù)對(duì)懸索橋進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)是可行的,且精度較高,成本較低。該研究為懸索橋在役狀態(tài)監(jiān)測(cè)、安全評(píng)估提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的監(jiān)測(cè)手段。(2)提出了一種基于有限點(diǎn)位移數(shù)據(jù)獲取全橋位移、內(nèi)力狀態(tài)的方法,并結(jié)合依托工程驗(yàn)證了其可行性。結(jié)果表明,此方法合理可行,并在測(cè)點(diǎn)增多時(shí),反演結(jié)果精度更高,在32個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí),荷載反演精度可達(dá)95.8%,比6個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)的精度75.3%提高了20.5%。(3)開(kāi)展了大跨懸索橋基于關(guān)鍵截面位移測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反演全橋狀態(tài)的分析方法研究。依托工程瀾滄江大橋,在獲取關(guān)鍵截面位移的基礎(chǔ)上,通過(guò)將主梁監(jiān)測(cè)位移逆向確定的等效節(jié)點(diǎn)荷載加載到有限元模型上,求出了加勁梁、吊桿、主纜等懸索橋各個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)的內(nèi)力及其變化情況,實(shí)現(xiàn)了全橋的狀態(tài)分析。(4)開(kāi)展了大跨懸索橋基于位移和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)應(yīng)力包絡(luò)的安全評(píng)估方法研究。通過(guò)瀾滄江大橋位移監(jiān)測(cè)值及通過(guò)位移參數(shù)獲取的應(yīng)力值,用位移及應(yīng)力包絡(luò)法對(duì)其進(jìn)行安全評(píng)估。評(píng)估結(jié)果表明:在所選時(shí)間段內(nèi),3#、4#、5#、6#測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移校驗(yàn)系數(shù)及位移值均在位移包絡(luò)給定范圍內(nèi);同時(shí),基于位移參數(shù)所獲取的加勁梁應(yīng)力亦在容許應(yīng)力范圍內(nèi),橋梁均處于安全運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U448.25;U446
【圖文】：

滄江大橋橋型布置圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 瀾滄江大橋橋型布置圖1）結(jié)構(gòu)有限元模型滄江大橋采用橋梁結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序 Midas Civil 2015，依據(jù)竣工圖紙，行計(jì)算分析，得到成橋狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)受力和變形等控制數(shù)據(jù)，瀾滄江大構(gòu)有限元模型如圖 2-2 所示，全橋共由 584 個(gè)梁?jiǎn)卧?26 個(gè)索單元、2元和 1166 個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。

狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)初衷；也可能導(dǎo)致橋梁附屬結(jié)構(gòu)的破壞，影響橋梁的。為了掌握主梁和塔頂?shù)淖冃翁攸c(diǎn)，為橋梁安全性評(píng)價(jià)和病害診斷的數(shù)據(jù)，需要在主梁和主塔上設(shè)置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)。計(jì)算理論：實(shí)測(cè)位移、理論計(jì)算位移和允許位移的比較。依據(jù)：實(shí)計(jì)算位移＜允許位移。若實(shí)測(cè)位移＞理論計(jì)算位移，需引起管養(yǎng)部測(cè)位移＞允許位移，需預(yù)警，進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)。懸索橋設(shè)計(jì)中懸索橋加勁梁由汽車荷載（不計(jì)沖擊力）引起的最大宜大于跨徑的 1/250～1/300。瀾滄江大橋?qū)儆趹宜鳂颍善嚭奢d起的最大豎向位移值不宜大于：L/300=380×1000/300=1266.7mm。位置橋面上游側(cè)靠近欄桿基座位置布置有一北斗撓度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可依的豎橋方向的結(jié)果作為參考對(duì)比。初始成橋狀態(tài)結(jié)構(gòu)位移為零，按最不利工況組合（1.3 倍移動(dòng)荷載+荷載，1.3 倍移動(dòng)荷載+1.3 整體升溫荷載）進(jìn)行荷載施加。結(jié)合有限關(guān)鍵截面，結(jié)合橋梁現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)。圖 2-3、2-4 是主載工況下的變形圖。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2741852