重庆涪陵石板沟长江大桥健康监测系统的研究与开发

论文摘要

自20世纪50年代以来,随着大跨度桥梁设计的轻柔化以及结构形式与功能的日趋复杂,人们对大型重要桥梁的安全性、耐久性与正常使用功能日渐关注和重视。对桥梁结构进行长期监测和状态评估不但可以及早发现桥梁病害、确保桥梁的运营安全、延长桥梁的使用寿命,而且对验证设计理论和推进桥梁理论的研究与发展都会起到很大作用。以此为需求,桥梁健康监测系统和智能评估技术得到了迅速发展,成为国内外桥梁学术界和工程界的研究热点。本文根据大跨度PC斜拉桥的特点,在总结和研究当前国内外桥梁健康监测以及评估技术的基础上,依据工程实际建立了涪陵石板沟长江大桥健康监测系统。对有关桥梁健康监测的若干问题进行了深入的探讨,提出了最合理的健康监测系统的总体建构方案:以带有操作系统功能的系统操作软件为平台,以数据管理系统为中心,以传感器系统、数据采集和传输系统、结构损伤识别和状态评估系统、远程信息查询系统为外围应用功能的星形结构的,具有良好的适应性、可扩展性、兼容性、可靠性、容错性和易操作性的,开放式的模块化构架。对用倾角仪进行结构变形测量的方法进行了深入的研究与探索,分析了这一结构变形测量方法的优缺点、使用条件和应注意的问题,解决了用倾角仪进行结构变形测量的若干应用问题,为倾角仪的实际应用提供了充分的理论依据。对层次分析法及其在桥梁结构状态评估中的应用进行了阐述和探讨,提出了理想的层次分析法应该是能够同时考虑基层评估指标之间的平衡性和重要性的评估方法的观点及其具体实现的思路。对与结构健康监测有关的结构损伤识别和状态评估研究方法、桥梁健康监测系统的建立模式、桥梁健康监测系统的合理总体集成方案、健康监测系统的合理数据采集模式、健康监测系统数据库的合理构建方案、层次分析法的合理次级结构划分方案、桥梁健康监测应以动力为主还是以静力为主以及桥梁健康监测系统中的环境监测等若干问题进行了较为深入的探讨并提出了个人的观点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桥梁健康监测概述
• 1.2 桥梁健康监测的现状和发展方向
• 1.3 本课题的背景和论文的研究内容
• 第二章 桥梁结构损伤识别与状态评估综述
• 2.1 桥梁结构检测与监测技术
• 2.2 桥梁结构损伤识别理论
• 2.3 桥梁结构状态评估理论
• 2.4 本章小结
• 第三章 用倾角仪进行结构变形监测的方法
• 3.1 倾角仪测量结构变形概述
• 3.2 用倾角仪监测结构变形的理论基础
• 3.3 倾角仪测量结构变形方法的条件分析
• 3.4 用倾角仪测量简支梁和连续梁挠度时的倾角仪布设位置研究和计算公式推导
• 3.5 有关倾角仪测量结构变形的一些应用问题的讨论
• 3.6 用倾角仪测量长大柔性结构变形的研究
• 3.7 倾角仪测量结构变形的优缺点和方法的改进
• 3.8 倾角仪测量结构变形在滹沱河大桥主梁变形监测中的应用
• 3.9 本章小结
• 第四章 基于层次分析法的结构状态评估方法
• 4.1 层次分析法简介
• 4.2 层次分析法的基本原理与步骤
• 4.3 变权综合的原理与实现
• 4.4 关于常权层次分析法与变权层次分析法的讨论
• 4.5 层次分析法在重庆涪陵石板沟长江大桥结构状态评估中的应用
• 4.6 本章小结
• 第五章 重庆涪陵石板沟长江大桥健康监测系统的开发
• 5.1 工程概述
• 5.2 开发重庆涪陵石板沟长江大桥健康监测系统的总体思路和原则
• 5.3 重庆涪陵石板沟长江大桥健康监测系统的总体组成结构
• 5.4 重庆涪陵石板沟长江大桥的仿真分析
• 5.5 传感器系统
• 5.6 数据采集、传输及管理系统
• 5.7 数据分析及综合评估决策系统
• 5.8 人工检测数据的处理和分析评估
• 5.9 重庆涪陵石板沟长江大桥健康监测系统的安全防护设计
• 5.10 本章小结
• 第六章 结构健康监测若干问题的探讨和观点
• 6.1 关于结构损伤识别和状态评估研究方法的探讨
• 6.2 有关桥梁健康监测系统建立模式的探讨
• 6.3 有关健康监测系统合理总体集成方案的探讨
• 6.4 有关健康监测系统的合理数据采集模式的探讨
• 6.5 有关健康监测系统数据库的合理构建方案的探讨
• 6.6 有关桥梁健康监测中几个问题的观点
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 本文的主要工作与结论
• 7.2 有待进一步研究的问题
• 7.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表的论著及取得的科研成果