橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)若干理論的思考_第1頁
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1、橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)若干理論的思考1橋梁健康監(jiān)測(cè)新概念橋梁健康監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)涵即是通過對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評(píng)估,為大橋在特別氣候、交通條件下或橋梁運(yùn)營(yíng)情況嚴(yán)峻異樣時(shí)觸發(fā)預(yù)警信號(hào),為橋梁維護(hù)濰修與管理決策供應(yīng)依據(jù)和指導(dǎo)。為此,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)以下幾個(gè)方面舉行監(jiān)控:(1)橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運(yùn)營(yíng)的物理與力學(xué)狀態(tài)。(2)橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(加支座)和附屬設(shè)施(如振動(dòng)控制元件)的工作狀態(tài)。(3)結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性。(4)大橋所處環(huán)境條件等。因?yàn)榇笮蜆蛄海ㄓ绕涫切崩瓨?、懸索橋)的力學(xué)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及所處的特定環(huán)境,在大橋設(shè)計(jì)階段徹低把握和預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性和行為是十分困難的。大跨度索交承橋梁的設(shè)計(jì)依靠于理論分

2、析并過風(fēng)洞、振動(dòng)臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)預(yù)報(bào)橋梁的動(dòng)力性能并驗(yàn)證其動(dòng)力平安性。然而,結(jié)構(gòu)理論分析?;诒ж?fù)化的有限元離散模型,并且分析時(shí)常以許多假定條件為前提。在舉行風(fēng)洞或振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)大橋的風(fēng)環(huán)境和地面運(yùn)動(dòng)的模擬也可能與真切橋位的環(huán)境不全相符。因此,通過橋梁健康監(jiān)測(cè)所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力行為來驗(yàn)證大橋的理論模型、計(jì)算假定具有重要的意義。2健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則按照功能要求和成本效益分析可以將監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)到所需的范圍,可以最優(yōu)化地抉擇并安裝系統(tǒng)硬件設(shè)施。因此,功能要求和效益-成本分析是設(shè)計(jì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的兩大準(zhǔn)則。2.2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不同的功能目標(biāo)所要求的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目不盡相同。從目前橋梁工

3、程的進(jìn)展情況看,以下幾方面的問題可以借助橋梁健康監(jiān)測(cè)舉行深化研究或論證。(1)抗風(fēng)方面:包括風(fēng)場(chǎng)特性觀測(cè)、結(jié)構(gòu)在自然風(fēng)場(chǎng)中的行為以及抗風(fēng)穩(wěn)定性。(2)抗震方面:包括研究各種場(chǎng)地地面運(yùn)動(dòng)的空間與時(shí)光變化、土-結(jié)構(gòu)互相作用、行波效應(yīng)、多點(diǎn)鼓勵(lì)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響等。通過對(duì)墩頂與墩底應(yīng)變、變形及加速度的監(jiān)測(cè)建立恢復(fù)力模型對(duì)橋梁的抗震分析具有重要的意義。(3)結(jié)構(gòu)整體行為方面:包括研究結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)地面運(yùn)動(dòng)下的非線性特性,橋址處環(huán)境條件變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、靜力狀態(tài)(內(nèi)力分布、變形)的影響等。這對(duì)于進(jìn)展基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整體性評(píng)估方法十分重要。(4)結(jié)構(gòu)局部問題:例如邊界、聯(lián)接條件,鋼梁焊縫疲憊及其他疲憊問題,

4、結(jié)合梁結(jié)合面(包括剪力鍵)的破壞機(jī)制,等等。索支承橋梁纜(拉)索和吊桿的振動(dòng)與減振、局部損傷機(jī)制等也值得進(jìn)一步觀看研究。(5)耐久性問題:橋梁結(jié)構(gòu)中的耐久性問題尚有很多問題必要深化研究。纜(拉)索與吊桿的腐蝕、銹蝕問題尤須重視。3橋梁健康監(jiān)測(cè)意義(1)監(jiān)控與評(píng)估。橋梁健康檢測(cè)的基本內(nèi)涵是通過對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)控與評(píng)估,為工程在特別氣候、交通條件下或運(yùn)營(yíng)情況嚴(yán)峻異樣時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào),為橋梁維護(hù)、修理與管理決策供應(yīng)依據(jù)和指導(dǎo)。為此,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常對(duì)以下幾個(gè)方面舉行監(jiān)控:橋梁結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境與交通條件下運(yùn)營(yíng)的物理與力學(xué)狀態(tài);橋梁重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和附屬設(shè)施的工作狀態(tài);結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性;工程所處環(huán)境條件等。(2)設(shè)計(jì)驗(yàn)證。因?yàn)榇笮蜆蛄旱牧W(xué)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及所處的特定環(huán)境,在大橋設(shè)計(jì)階段平安把握和預(yù)報(bào)其力學(xué)特性和行為特性是十分困難的。因此,通過橋梁健康檢測(cè)所獲得的實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力行為來檢驗(yàn)大橋的理論模型和計(jì)算假定具有重要意義。不僅對(duì)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)模型有驗(yàn)證作用,而且有益于新的設(shè)計(jì)理論的形成。(3)研究與進(jìn)展。橋梁健康監(jiān)測(cè)帶來的將不僅是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和某種特定橋梁設(shè)計(jì)的反思,它還可能并成為橋梁研究的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室

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