周江[1]2003年在《高等级公路桥梁健康状况评估方法的研究》文中指出随着我国经济的高速发展，公路建设取得了显着的成绩。桥梁健康状况评估变得越来越重要。 本文对现代桥梁健康评估理论进行了综述，分析了现代桥梁健康评估的发展方向。结合公路桥梁的现状，提出了基于结构损伤指标和动力特性参数的承载力评估方法。 文中对人工神经元网络理论进行了综述，重点对神经元网络的BP算法进行了分析，利用人工神经元网络处理非线性复杂关系的优势，将人工神经元网络技术引入到公路桥梁承载力评估中；并对其中的参数选择、样本收集与处理、构造BP网络模型等进行了分析。通过样本的训练和检验，验证了利用BP神经元网络理论进行桥梁承载力评估的可行性。 利用MATLAB语言中专用的BP神经元网络工具箱(Tool Box)，使BP神经元网络理论在实际应用中实现了计算机化；同时，编制了基于BP神经元网络理论的桥梁承载力评估软件，对量化的桥梁承载力评估系统的建立进行了初步尝试。
周畅[2]2008年在《在役桥梁状态评估和养护管理方法的研究》文中研究指明本文首先以“杭州市区交通干道桥梁隧道在线安全监控管理信息系统(二期)”为依托,针对中北桥进行了健康监测、预警研究。研究了传感器的布设方案、健康监测预警值的确定、温度变化对预警值的影响。本文按照不同的桥型特点,研究分析并细化了桥梁状态评估的指标体系。同时引入模糊概念,用叁角模糊数来代替传统的标度,采用模糊层次分析法(fuzzyanalytic hierarchy process)作为桥梁综合状态评估的基本工具,提出用多层次的模糊变化来计算顶层指标的模糊判断矩阵,最终得到桥梁的状态评分。本文提出模糊费用的概念,用来代表桥梁养护所需要的费用,并结合模糊综合评价的方法给出计算公式。分析了时变因素引起的桥梁性能衰退,用马尔科夫方法和神经网络方法两种预测手段,得到桥梁在预测年的模糊评价集,从而为分析预测年需要的养护费用提供了途径。用全寿命成本分析(LCCA)的思想,考虑利率对养护费用的影响,给出利率影响下的养护费用计算公式。最后总结得到了考虑时变和利率的养护费用计算公式。本文将桥梁养护系统分为系统级和项目级两个层次,分析其各自的研究内容和定位。提出适用于城市桥梁养护决策的综合指标排序方法,应用于对网络内桥梁养护顺序的排列选择;之后又在此基础上结合P范数的理论,给出了一种基于欧几里德距离(Euclidean Distance)来判断养护优先级的量化方法。提出了养护规划的数学模型——平均状态等级最高和总的养护费用最少,并将之简化为有约束的单目标线性整数规划,用遗传算法来寻优。提出了一种独特的染色体编码方法,具有简单、含义丰富的特点,并结合Matlab编程语言编写了计算程序。在上述研究的基础上,本文概要了桥梁健康监测、预警与养护规划指南的编制要点。
马新颖[3]2016年在《桥梁技术状况评定方法、退化模型及巡检养护管理系统的集成与开发》文中研究表明我国已经由以桥梁建设为主的阶段逐渐进入建设与养护并重的阶段,有相当多数量的桥梁需要进行养护管理。然而,如何规范化、标准化地对桥梁进行管养以及科学地对桥梁的技术状况进行评定,成为各方共同关注的问题。本论文对桥梁巡检养护管理系统进行了以下开发及研究工作:(1)规范化与标准化地桥梁巡检养护管理体系以我国的桥梁养护规范以及桥梁养护管理制度为指导,研究开发权限管理模块、巡检养护制度、巡检养护移动终端、报告报表生成模块、病害识别与分级以及桥梁叁维信息模型模块,并与现有的巡检养护管理系统集成,实现桥梁的规范化与标准化地管养。(2)基于规范以及自定义的桥梁技术状况评定根据我国的桥梁养护规范《JTG H11—2004公路桥涵养护规范[S]》和《JTG/T H21—2011桥梁技术状况评定标准[S]》,开发基于两种规范的桥梁技术状况评定方法;剖析规范《JTG/T H21—2011[S]》的评定方法,指出了其中的不足;在此基础上,开发基于规范体系的自定义桥梁技术状况评定方法,为用户提供多样化的评估方法选择,包括自定义的构件划分方式、自定义部位、部件权重以及自定义病害。同时,研究了不同构件划分方式对桥梁技术状况评定的影响,把自定义规范评定运用到实际应用。还研究了病害的扣分顺序对构件评分的影响。这些工作使得桥梁评定更加合理和开放,也有助于用户深刻理解规范评定模型的原理和得分传递机理。(3)基于桥梁技术状况评定指标的桥梁退化模型本文根据基于桥梁可靠度指标的退化模型,在系统中建立基于桥梁技术状况评定的退化模型,提出抛物线型退化模型、指数曲线型退化模型和基于统计数据的马尔可夫链退化模型,采用数理统计、数值拟合和随机过程的方法得到确切的退化模型曲线和状态转移概率矩阵,并将退化模型应用到桥梁技术状况预测中。
《中国公路学报》编辑部[4]2014年在《中国桥梁工程学术研究综述·2014》文中研究指明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了各国桥梁工程领域(包括高性能材料、桥梁作用及分析、桥梁设计理论、钢桥及组合结构桥梁、桥梁防灾减灾、桥梁基础工程、桥梁监测、评估及加固等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先在总结了中国桥梁工程建设成就的同时对未来桥梁工程的发展趋势进行了展望;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了细化和疏理:高性能材料方面重点分析了超高性能混凝土(UHPC)和CFRP材料,桥梁作用方面分析了车辆荷载和温度,钢桥及组合结构桥梁方面分析了钢桥抗疲劳设计与维护技术和钢-混凝土组合桥梁,桥梁防灾减灾方面分析了抗震、抗风、抗火、抗爆和船撞及多场、多灾害耦合;最后对无缝桥、桥面铺装、斜拉桥施工过程力学特性及施工控制、计算机技术对桥梁工程的冲击进行了剖析,以期对桥梁工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
张豪杰[5]2013年在《基于WIM系统的高速公路桥梁车辆荷载模型研究》文中研究说明车辆荷载是造成桥梁疲劳、损伤甚至垮塌的重要原因,实际运行车辆荷载模型的研究可以为桥梁安全性和可靠性评估、维修加固和超载治理等提供必要的依据,具有非常重要的理论意义和工程实用价值。本文以沈海高速(615)福宁段下白石特大桥为工程背景,基于动态称重(WIM)系统监测信息,探索能反映高速公路桥梁实际运营车辆状况的车辆荷载模型,主要工作如下：(1)介绍了下白石WIM系统的安装、调试过程,并利用其采集的车辆荷载数据,统计分析得到了下白石大桥车辆荷载各个参数的统计分布特征。(2)基于平衡更新过程和准静态广义影响线加载理论,建立了下白石大桥车辆荷载效应模型,并利用健康监测系统对其进行了验证,在此基础上经过与规范荷载效应的对比,建立了下白石大桥的评估车辆荷载模型。(3)基于WIM系统建立的车辆荷载模型、下白石大桥原设计规范(JTJ021-89)和现行设计规范(JTG_D60-2004)车辆荷载效应的比较,对下白石大桥进行了承载能力评估。主要结论如下：(1)采用高斯函数能够很好地反映在一般运行和密集运行状态下各个车道车重的多峰分布特征,且基于WIM系统的车重分布统计结果与基于收费站车重数据的统计结果基本吻合。(2)正常运行状态下,下白石大桥实际运行车辆的总重和轴重符合双峰正态分布规律,超车道车长分布服从双峰或叁峰分布,主车道均服从多峰分布；一般运行状态下车间距分布服从对数正态分布,密集运行状态下服从双峰或叁峰分布。(3)不同荷载重现期内下白石大桥边跨跨中和中跨跨中荷载效应都服从极值I型分布。中跨跨中截面(E截面)在不同荷载重现期内荷载效应超越设计荷载效应的概率较大,在荷载重现期为10年时,超越概率已达26.77%,车辆荷载超载可达20%。(4)试验和数值分析表明：下白石大桥实际运行车辆荷载没有超过设计规定,下白石大桥具备通行设计车辆汽车-超20,挂车-120荷载等级的要求,也具备通行公路—I荷载的能力。
王晓明[6]2007年在《高速公路服役隧道结构可靠性分析与后评估研究》文中研究说明随着我国隧道的大规模建设,尤其是大量公路隧道的迅猛发展,服役隧道的可靠性分析和安全评价引起学术界和工程界越来越多的关注,而在服役结构分析和安全评价中,传统的方法常采用单一的安全系数方法,由于该方法不能考虑各影响参数的随机特征,存在诸多不能克服的弊端。研究服役隧道可靠性评估的理论和方法,不仅对于工程领域认识隧道结构的性能变化有重要意义,而且还有助于解决服役隧道的运营安全性具有重要的科学价值和广泛的工程应用前景。本文在查阅大量文献资料的基础上,总结了结构可靠性分析方面的模型,分析了工程应用过程中存在的优缺点,为弥补以往仅仅局限于单因素作用及强度方面研究的不足,建立了服役隧道可靠性时变评价数学模型,并利用工程现场检测数据和资料进行了分析,该模型能较好地反映现场隧道结构的可靠性状况。通过对服役隧道结构损伤病害诱发机理的理论分析,探讨了服役隧道结构可靠性分析的相关影响因素、归纳了服役隧道混凝土衬砌裂缝类型并进行了分类,利用现场检测结果和层次网络分析法,给出了隧道可靠性分析指标及其权重确定方法。在服役隧道工程中,由于影响隧道工程可靠性因素众多,既要考虑现场具体地质因素,同时要考虑工程因素的影响。基于现场地质条件、工程因素、现场检测工作,综合考虑服役隧道工程特点,引入集成思路和实现技术,将高速公路服役隧道结构及其围岩放在整个系统中考虑,提出并建立了高速公路服役隧道健康诊断评价体系。基于建立的健康诊断体系,利用现代计算机技术,给出了评价指标的取值方法及其权重范围,研制了服役隧道结构健康诊断决策系统,该系统从现场检测的数据和资料入手,采用不同子系统调用相同数据库,根据目前人机交互技术和可视化技术,实现健康评估、病害诊断的初步量化,具有实时可视化评估的特点。工程应用方面,结合沈丹高速公路大峪隧道工程,首先进行了现场观测和基本参数的测试,利用自行开发研制的服役隧道健康诊断决策系统,对大峪隧道工程进行了初步评估,对于指导隧道工程今后养护、维修和加固处理决策提供了新的手段和方法。文中关于高速公路服役隧道结构可靠性评估理论的一系列有益探讨,对于充分发挥隧道结构潜能、优化维修决策及结构维修加固机理等方面的研究进展具有重要的理论意义和工程价值。
崔国宏[7]2004年在《钢筋混凝土桥梁安全检测方法研究》文中指出随着交通事业的飞速发展,桥梁作为交通枢纽,发挥着越来越重要的作用,已成为地区经济发展的纽带。特别是近几十年来,我国兴建了很多各种类型的公路桥梁、铁路桥梁、铁路公路两用桥梁、城市桥梁及立交桥等。这些桥梁在建设和运营管理期间都需要进行大量的检测工作,以保证建设质量和运营安全。尤其是既有钢筋混凝土桥梁,由于年久失修,在外界物理及化学因素作用下,混凝土结构会发生老化、裂化现象,从而降低承载力、刚度以及耐久性,影响结构的正常使用寿命,严重时甚至发生垮塌事故。因此,桥梁的安全检测就显得十分必要。 本文在武汉大学科技创新基金项目“建筑物安全监测与安全状态评估方法研究”的资助下,结合桥梁工程检测实际,对桥梁检测技术和安全状态评估方法进行分析和研究,其主要内容如下: 1、通过对国内外桥梁发展史上典型事故的回顾,阐明桥梁结构安全检测的重要性、意义及目的,并介绍国内外桥梁安全检测的现状和发展趋势。 2、系统地阐述桥梁结构状态检测的内容、一般方法和分类,对比分析结构状态检测的几种常用方法;详细介绍桥梁结构病害诊断方法,并对其优缺点进行比较分析。通过分析认为,动力检测方法是桥梁安全检测的一种快速有效的方法,随着传感器技术和信号技术的发展,这一方法必将进一步得到广泛的应用。 3、全面地总结混凝土桥梁安全检测的基本内容,分析用于混凝土强度和钢筋锈蚀检测的无损检测方法;详细阐述桥梁结构安全检测动力响应方法中的振动模态法、应变模态法和动力系数法,以及结构安全评估与寿命预测的常用方法。分析结果表明:桥梁无损检测技术不破坏桥梁结构构件进行直接定量检测,获得的数据有一定的误差,而局部破损检测方法对构件直接进行局部破坏性试验,能较直观、可靠地获得数据,这两种方法相结合能发挥突出的优越性;桥梁安全性评价是以单个特征参数为基础的,特征参数随结构工作状态的改变而发生的变化量是微小的,如果将这些参数综合起来进行评估必将得到更好的效果。 4、运用结构安全检测理论,对河北迁安境内的沙河驿大桥进行以桥梁结构整体状态检测为主、结构材料工作能力检测为辅的安全检测,对检测结果
王莉[8]2010年在《高速公路桥梁病害分析与山区桥梁灾害防治》文中认为桥梁是路网覆盖的关键控制工程,随着交通的发展和使用年限的增加,以及地质灾害、极端气候等外界因素的影响,现役桥梁已存在不同程度的病害,直接或间接的影响着其使用性。但桥梁的先天缺陷及后期的病害对承载力的影响如何计算,目前没有统一的标准,只是根据经验折减,计算精度差。因此对在役桥梁作正确诊断评估,并提出相应的解决措施,是件刻不容缓的大事。本文以实际依托工程为基础,对湖南省11条高速公路病害桥梁进行了长达2年的调研,对常见病害与灾害进行系统归类总结,深入分析了典型病害的成因、机理及对承载力、耐久性的影响,并用可靠度理论进行了科学的评估,这对评估存在隐患的桥梁的安全状态是非常有意义的。本文主要内容有:(1)对11条高速公路桥梁现状按养护规范对不同桥型和病害进行了分类统计,得出了每条高速公路各种桥型及不同病害等级桥梁所占比重,并对桥梁上下部结构典型的病害及成因进行了分析总结,为桥梁养护和管理提供了实际依据;(2)统计显示二、叁类病害(按《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)分类)桥梁中空心板桥占76.4%。文中对耒宜高速公路中叁类病害的空心板桥进行了重点分析,分铰缝完好和铰缝破坏形成单板受力两种模型进行计算,验证了横向裂缝产生的原因;模拟了结构的横向受力,充分考虑温度效应的影响,同时引入薄壁箱梁的畸变理论对空心板进行了简化计算,得出了顶底板厚度、配筋率与畸变应力的关系,验证了顶、底板纵向裂缝产生的根本原因;(3)取正常使用极限状态进行可靠度分析,对上述桥梁的施工图设计及优化结果进行了评估,以裂缝宽度作为控制条件,运用matlab编程计算,得出了配筋率与可靠度之间的关系,从设计角度提出了改进措施。再利用评估结果对本桥进行了经济合理的加固设计;(4)以对公路桥梁危害严重的滑坡、崩塌等典型地质灾害为研究对象,结合实际工程背景,对滑坡体进行了稳定分析,并运用有限元程序计算了滑坡对桥梁工程的影响,提出了不良地质环境下的公路桥梁地质灾害防治对策,为同类型桥梁的设计提供了参考。
乔丽霞[9]2012年在《动挠度在桥梁健康监测系统中的应用研究》文中认为近十几年来，我国大跨径桥梁的建设进入了一个辉煌的时期，一大批结构新颖、技术复杂、设计施工难度大、现代化品位高、科技含量高的大跨径桥梁相继建成。如何对新建桥梁的使用状况进行监测，如何对多年使用的桥梁的健康状况进行评估，如何对桥梁结构即将出现的病变进行准确的预测，等等问题，是摆在桥梁管理者面前的一个重要任务。融合土木工程、信息工程、计算机工程等多个学科、多个领域的高端的技术知识的桥梁健康监测系统，可以实现对运营桥梁的实时监测，更好的管理路网中众多的桥梁，大大降低国家的财政压力。挠度作为变形的一种描述形式，可以评价桥梁质量及运营状态，反映桥梁的刚度，是桥梁整体变形最明显的反应。尤其是桥梁的动挠度，更是对桥梁刚度最为实时的反应，是桥梁在车辆荷载作用下最为真实的反应。本文研究内容主要分为四大部分：第一部分为桥梁健康监测的研究现状，动挠度测量系统的优缺点、动挠度的应用等；第二部分为新型动挠度测量系统的研究开发；第叁部分为动挠度的理论研究、基于动挠度的桥梁健康监测系统的工程应用等；第四部分为监测系统的监控预警模型研究。其中第叁部分为本文的重点，以简支梁系统进行研究，在结合理论推导与ANSYS有限元分析的基础上，研究动挠度的变化规律；设立简支梁的损伤工况，分析结构各种指标的变化；在此研究的基础上，确定动挠度的应用方向、评价指标、监测系统开发思路；详细介绍了大广高速公路赵王新河特大桥的通用型桥梁健康监测系统，通过ANSYS有限元建模和桥梁实测振动数据，使用优化分析的方法，建立大桥的标准有限元模型。结合桥梁健康监测的需要，提出桥梁健康监测的监控模型和预警模型；为验证模型的准确性，使用包头黄河大桥的挠度数据，建立其温度荷载、时效分量的挠度计算公式，并通过分析，得到了一些结论。
赵崇基[10]2016年在《基于模型修正的混凝土连续梁桥运营安全性能评估的试验研究》文中提出桥梁是交通线路的咽喉要道,关系到国民经济的发展,因此桥梁的运营安全性能是极其关键的。目前,先简支后连续预应力混凝土连续梁桥因具有施工工艺简洁、技术成熟、施工工期短、结构整体性好等优点而广泛应用于我国高速公路与城市道路。为了充分确保既有桥梁能够安全的运行,必须对其真实工作的技术状况作出科学合理的评估。有限元模型修正方法能够弥补桥梁结构静动载试验的不足,修正后的模型能够更好地反映桥梁整体的实际工作状态以及局部构件的受力情况。基于此,本文提出了一种基于模型修正的混凝土连续梁桥承载能力评估的方法。本文以山西境内得胜口至大同的某高速公路上的一座高架桥为工程背景,联合静、动载试验数据进行桥梁结构的有限元模型修正,利用修正后的有限元模型对其实际运营安全性能以及在标准荷载作用下的强度安全储备进行了评估。本文的主要研究工作如下:1、对桥梁进行了现场静、动载试验,得到了各个测点处的挠度值、应变值与桥梁结构竖向前六阶自振频率。基于设计图纸建立了1联7跨的预应力混凝土装配式连续箱梁桥的壳单元模型与梁格模型。论证了梁格模型合理的网格划分形式以及等效刚度模拟方法。2、在运用动静载模型修正方法的前提下,采用动态加权系数,基于参数灵敏度分析的方法,选取灵敏度高的参数作为模型修正的设计变量,以实桥结构静载试验测试的各个控制截面的竖向挠度与动力试验获得的竖向前六阶自振频率分别作为静、动力目标函数的状态变量,而后联合动、静力目标函数构造联合目标函数,对基于桥梁设计资料建构的梁格初始有限元模型进行模型修正。而后按照与桥梁静载试验相同的车辆荷载和布载方式,采用数值加载的方法对修正后的有限元模型进行加载模拟,计算出各个测试截面处的应变值、挠度值,并与现场桥梁静载试验数据进行比较,计算出两者之间的相对误差,再结合设计变量与状态变量的数值,综合验证模型修正的效果。3、以修正后的桥梁有限元模型为基准模型,采用与试验时汽车荷载相同的荷载等级与布载方式进行数值模拟,计算出该桥梁测点处的挠度、应变,并与实测数据比较,并提出了基于模型修正的等代校验系数的基本概念,通过试验验证了采用基于模型修正的等代校验系数评估既有预应力混凝土桥梁运营安全性能的有效性和精度。4、以修正后的桥梁有限元模型为基准有限元模型,采用桥梁设计时的汽车荷载等级,并运用数值加载的方法,对其进行加载计算,计算出桥梁实际结构的承载能力系数,而后采用桥梁实际结构的承载能力系数定量地分析既有桥梁结构在当前外荷载作用下的强度安全储备,评估结构的剩余承载力。
参考文献：
[1]. 高等级公路桥梁健康状况评估方法的研究[D]. 周江. 长安大学. 2003
[2]. 在役桥梁状态评估和养护管理方法的研究[D]. 周畅. 浙江大学. 2008
[3]. 桥梁技术状况评定方法、退化模型及巡检养护管理系统的集成与开发[D]. 马新颖. 长安大学. 2016
[4]. 中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2014
[5]. 基于WIM系统的高速公路桥梁车辆荷载模型研究[D]. 张豪杰. 福州大学. 2013
[6]. 高速公路服役隧道结构可靠性分析与后评估研究[D]. 王晓明. 东北大学. 2007
[7]. 钢筋混凝土桥梁安全检测方法研究[D]. 崔国宏. 武汉大学. 2004
[8]. 高速公路桥梁病害分析与山区桥梁灾害防治[D]. 王莉. 湖南大学. 2010
[9]. 动挠度在桥梁健康监测系统中的应用研究[D]. 乔丽霞. 河北工业大学. 2012
[10]. 基于模型修正的混凝土连续梁桥运营安全性能评估的试验研究[D]. 赵崇基. 太原理工大学. 2016