大跨径预应力混凝土连续刚构桥健康监测评估系统研究

论文摘要

随着国民经济的发展和桥梁设计理论的不断完善,桥梁建设跨径不断增大,结构更加复杂,造型日益美观,但潜在隐患也随之加大。因此,对大型桥梁的监测和评估工作显得尤为必要和紧迫。目前,对大型桥梁健康监测和评估的研究还处于试验阶段,如何在经济和技术允许的条件下,合理评价大型桥梁的服役状态,是一项迫切而意义重大的课题。本文以大跨径预应力混凝土连续刚构桥健康监测评估系统为研究重点,以渝澳大桥轻轨桥主桥为工程背景,参考已建的桥梁监测系统,研究一套经济实用的大跨径预应力混凝土连续刚构桥评估系统软件。主要内容为:①在借鉴当前国内外桥梁健康监测以及评估理论的基础上,用变权原理的层次分析法建立了大跨径预应力混凝土连续刚构桥健康监测评估指标体系和多层次递阶关系模型,提出了大桥服役状态的综合评估方法,并给出了各层次指标的权重。②对裂缝、固有模态特征频率的评估进行了分析,得到了相应的评估标准。③介绍了大跨径预应力混凝土连续刚构桥健康监测评估参数的选择原则、测试方法,提出了合理的测点布设方案,实现了桥梁的在线评估。④研究了底层指标权重的计算方法,找到了一种脱离人为主观因素相对稳定构造应力和挠度测点权重判断矩阵的方法。⑤以C++语言编制算法程序,采用VisualC++.NET为服务器端开发平台,以.net FrameWork2.0为客户端框架,运用SQLServer2005数据库,初步开发了大跨径预应力混凝土连续刚构桥综合评估系统软件,为同类型桥梁评估软件的开发提供了参考和依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 桥梁健康监测评估的概念和意义
• 1.3 桥梁健康监测评估的内容和过程
• 1.4 桥梁健康监测评估系统的研究现状
• 1.4.1 桥梁健康监测研究现状
• 1.4.2 桥梁评估方法研究现状
• 1.4.3 桥梁评估系统的开发现状
• 1.5 存在的问题
• 1.6 本文主要研究内容
• 第二章 基于层次分析法及变权原理的大跨径预应力混凝土连续刚构桥状态评估方法
• 2.1 层次分析法
• 2.1.1 层次分析法的思路及特点
• 2.1.2 层次分析法的基本步骤
• 2.2 层次分析法的群组判断
• 2.2.1 群组判断中相似性的计算
• 2.2.2 群组判断中差异性的计算
• 2.2.3 群判断中可信度的计算
• 2.2.4 群判断中可信度的计算示例
• 2.3 大跨径连续刚构桥服役状态评估模型
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 工作状态评估模型
• 2.3.3 状态评估的中间层次结构模型
• 2.3.4 桥梁固有模态特征频率的评定
• 2.4 专家知识调查及指标权重的确定
• 2.5 底层评估指标的确定
• 2.5.1 评估指标的无量纲化
• 2.5.2 底层评估指标评语的确定
• 2.5.3 非均匀变化系数的确定
• 2.6 基于层次分析法的变权综合评估体系的建立
• 2.6.1 变权综合评估
• 2.6.2 均衡函数中参数α的确定
• 2.7 小结
• 第三章 大跨径预应力混凝土连续刚构桥状态评估参数监测
• 3.1 工程背景
• 3.2 应力监测系统
• 3.2.1 监测意义
• 3.2.2 测试仪器的选择
• 3.2.3 测点的布置
• 3.3 温度监测系统
• 3.3.1 监测意义
• 3.3.2 测试仪器
• 3.3.3 测点布置
• 3.4 挠度监测系统
• 3.4.1 监测意义
• 3.4.2 测点布置
• 3.4.3 监测系统
• 3.5 加速度监测系统
• 3.5.1 监测意义
• 3.5.2 加速度信号测试的特点
• 3.5.3 加速度传感器的选择
• 3.5.4 加速度的测试位置
• 3.5 区域表观检测
• 3.6 基础沉降和桥墩纵向偏位观测
• 3.7 数据传输系统
• 3.8 信息处理与分析系统
• 3.9 评估控制系统
• 3.9.1 系统功能
• 3.9.2 系统的实现
• 3.10 监测数据的阀值和量化
• 3.10.1 监测数据的阀值
• 3.10.2 应力和挠度监测数据的评分量化
• 3.11 传感器测点权重的确定
• 3.11.1 应力测点的权重
• 3.11.2 挠度测点的权重
• 3.12 本章小结
• 第四章 大跨径预应力混凝土连续刚构桥评估系统开发
• 4.1 软件开发平台及数据库简介
• 4.1.1 C++语言及面向对象技术
• 4.1.2 VisualC++.NET 的特点
• 4.1.3 SQLServe12005 介绍
• 4.1.4 net FrameWork 特点
• 4.2 软件总体设计
• 4.2.1 软件编写的依据
• 4.2.2 软件的特点
• 4.2.3 软件的功能设计
• 4.3 软件使用介绍
• 4.3.1 程序启动
• 4.3.2 桥梁信息
• 4.3.3 定时数据监测
• 4.3.4 实时数据监测
• 4.3.5 系统设置
• 4.3.6 状态评估
• 4.4 小结
• 第五章 评估实例
• 5.1 桥梁评估数据
• 5.1.1 主要检测仪器
• 5.1.2 具体结果
• 5.2 主梁评估
• 5.2.1 表观检查底层指标评估
• 5.2.2 主梁应力评估
• 5.2.3 主梁线形评估
• 5.2.4 主梁第二级评估
• 5.3 墩台基础评估
• 5.3.1 表观检查底层指标评估
• 5.3.2 基础沉降和纵向偏位评估
• 5.3.3 墩台基础第二级评估
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文的主要工作与结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果