姜军[1]2003年在《预应力混凝土斜拉桥检测评估与加固技术研究》文中提出斜拉桥在最近几十年来发展迅速，其主要受力构件为主梁、主塔以及可看作体外预应力的斜拉索。斜拉桥的结构特征在于高次超静定，结构柔性较大。在各种荷载作用下，主梁斜拉索的受力变化情况复杂，并受结构的几何非线性影响较大。斜拉桥的耐久性尚未妥善解决，尤其是斜拉索与锚具的抗腐蚀问题，已经有很多斜拉桥因斜拉索锈蚀严重而被迫换索。斜拉索的腐蚀与振动疲劳已经对斜拉桥的耐久性构成了挑战和威胁，也是斜拉桥的发展与已建斜拉桥在运营中所面临的严峻课题。斜拉桥主塔、主梁等众多混凝土构件在桥跨结构的复杂受力作用下，也常出现开裂、强度不足等问题，进而又严重影响这些构件的耐久性，还有排水系统、伸缩缝、支座等附属设施的工作状况以及桥面的平整与否等对斜拉桥的使用性能和整个桥跨结构的受力有一定的影响。针对目前使用中的斜拉桥出现的种种病害情况，应该对运营中的斜拉桥加强养护维修，即对斜拉桥实施定期的详细检测，检测各构件与附属设施的使用状态与工作性能，及时发现出现的问题，并实施相应的修缮或更换、处治措施，以保证斜拉桥的承载能力与使用功能，维持斜拉桥的耐久性，并可以防止小病酿成大害，降低斜拉桥的长期维护费用。本文从工程实践的角度出发，分析与总结斜拉桥出现病害的情况与原因，详细介绍斜拉桥的常规检测评定工作，斜拉桥的实桥荷载试验鉴定，斜拉桥在出现问题之后的维修与加固方法，并结合一斜拉桥混凝土检测与裂缝处治、犍为岷江大桥的换索工程两个工程实例说明斜拉桥的处治与加固情况。也希望在此基础上引起对斜拉桥在运营后的维护工作重视程度的提高。
梅霄云[2]2016年在《在役带协作跨预应力混凝土斜拉桥承载力分析及寿命预测》文中研究说明带协作跨预应力混凝土斜拉桥因为其造型新颖以及独特的力学性能,而受到人们的关注。从已有文献来看,对于这种特殊体系斜拉桥在运营后期出现结构损伤、刚度下降、承载能力降低等问题的研究还较少。本文采用实桥试验研究与有限元理论模型研究相结合的方法,对某带协作跨预应力混凝土斜拉桥静力性能以及损伤后的承载力进行了全面的分析,并对承载力剩余寿命进行预测。本文的主要研究内容:以某带协作跨预应力混凝土斜拉桥为例,进行全面静力分析。首先采用有限元分析软件Midas/Civil建立全桥施工阶段模型,分析恒、活载效应。然后分析主梁截面抗弯刚度、斜拉索刚度、辅助墩支座刚度、桥塔截面刚度这些参数在不同损伤程度时,对汽车活载作用下结构整体位移、内力的影响程度。针对运营十叁年的某带协作跨预应力混凝土斜拉桥,结合桥梁静力性能试验,分析桥梁的实际工作状态。用一阶优化算法对该斜拉桥初始模型的材料参数、边界条件等进行静力修正。修正后的模型计算结果表明模型修正方法可靠、精度较高。基于实桥耐久性检测结果结合实桥静力性能试验,用检算分析的方法对构件承载力进行分析,计算结果表明该桥目前承载力折减为成桥初期承载力的91%,主梁截面承载力验算结果仍满足设计要求。基于实桥索力、线形检测结果,用一阶优化算法对ANSYS有限元模型索力、线形进行修正。以修正后的模型模拟实桥恒载状态,对损伤后斜拉桥的极限承载力进行全过程分析。计算得到结构失效时的活荷载系数λmax为14.27,表明这种协作体系在目前损伤状况下还具有良好的极限承载力。利用钢筋混凝土材料时变效应理论结合试验检测结果,预测斜拉桥主梁抗力衰减曲线,建立时变极限状态方程。基于可靠度理论,预测主梁在服役期内的承载力可靠度。计算结果表明结构现阶段可靠度指标为5.308,运营期100年时可靠度下降为4.580。
王正[3]2016年在《带协作跨预应力混凝土斜拉桥裂缝成因分析及防治对策》文中认为带协作跨的预应力混凝土斜拉桥由于其良好的经济性、稳定性以及施工便利性在工程中得到广泛的应用,而在施工、运营过程中的开裂问题一直是困扰工程界的重要问题。文章以某带协作跨的预应力混凝土斜拉桥为工程背景,采用有限元分析软件Midas Civil和Midas FEA建立全桥的整体有限元模型和局部有限元模型,对其裂缝成因进行了仿真分析,主要完成了以下工作:(1)通过试验检测,对该桥在检测过程中发现的裂缝进行统计,发现两侧协作跨以及主跨无索区开裂较为严重,主要表现为腹板开裂以及少数底板裂缝。腹板斜裂缝较多,尤其在21#墩两侧的分布较为规律,主跨无索区和西侧协作跨的腹板裂缝在墩截面两侧基本呈现对称分布规律。(2)采用有限元分析软件Midas Civil建立全桥模型,模拟其施工阶段,对其成桥受力状态和运营阶段的受力状态进行了分析,研究表明:协作跨以及主跨无索区的压应力要小于有索区的压应力,在其他不利因素的作用下,容易导致协作跨和主跨无索区产生裂缝。(3)利用整体有限元模型详细分析由于温度、基础沉降、收缩徐变、车辆荷载等因素对裂缝成因的贡献作用,得出其主要影响因素。研究结果表明:两侧协作跨的超载和温度作用是导致该协作体系斜拉桥产生裂缝的主要因素。(4)采用有限元分析软件Midas FEA建立局部有限元模型,考虑了混凝土和钢筋的材料非线性,对荷载作用下主梁的受力状态进行分析,研究结果表明:在温度和超载作用下,主梁的腹板在桥墩截面两侧出现了较大的主拉应力,开裂位置与实际检测结果基本吻合。本文的研究对于协作体系混凝土斜拉桥的裂缝成因及裂缝控制具有重要的参考意义。
何宇[4]2016年在《既有斜拉桥结构的检测及承载能力评定》文中进行了进一步梳理在中国道路网络的建设中,斜拉桥梁正处于迅速发展的阶段。随着我国公路交通中交通流量的不断增大,公路荷载等级的不断提高,重型载重车辆也越来越多,斜拉桥优良的承载能力和使用性能为此提供了很好的解决方案。如同常见的混凝土梁桥一样,斜拉桥梁在运营过程中,各种外在因素的综合作用下,桥梁结构迟早会出现各种类型和程度的损伤和缺陷,使得桥梁的承载水平不再能满足行驶荷载的需求。如何准确的对这些斜拉桥结构进行结构检测和承载能力评定,影响到直接指导结构维修的重要依据是否可信。因而,在既有斜拉桥结构的检测评估与加固处理的特点这一方面开展深入的研究是有一定必要性的。针对以上情况,本文结合某单塔斜拉桥的检测评估开展了以下工作。(1)介绍国内外公路斜拉桥梁建设的状况以及斜拉桥的结构和受力特点,结合既有斜拉桥梁结构检测评估的研究状况,指出了斜拉桥检测评估与维修加固的意义。(2)分析了斜拉桥常见的病害及其形成机理,针对不同的病害介绍了相应的检测方法及其基本理论,并斜拉桥的结构检算和荷载试验进行了介绍。(3)详细阐述了既有桥梁技术状况的评估理论和方法,对每种方法进行了评价,明确了其使用条件,并指出要综合使用各种方法进行桥梁的评定。(4)对某单塔斜拉桥进行了全面的结构检测、结构检算、荷载试验和结构评定,并提出了对该桥加固维修的意见和建议；更进一步,通过对该桥开展的全面的检测及荷载试验,分析了桥梁病害成因和桥梁使用状况。为该桥及同类型的桥梁提供了运营和维修加固的技术资料。
金世欣[5]2017年在《澧河斜拉桥维修换索施工控制分析》文中提出斜拉桥以其造型美观多样、跨越能力好、斜拉索索力后期可调性等优势,已广泛应用于现代城市桥梁和大跨度桥梁的建设当中。但由于自然、人为的侵害和频繁承载甚至超载现象,斜拉桥往往会出现不同于其他桥型的特有病害类型。这些病害不仅会影响桥梁的耐久性,甚至会降低桥梁的承载能力,如不及时发现并采取一定的修复措施将会带来极大的安全隐患。本文运用现场试验和桥梁检算研究分析了某实际斜拉桥的技术状况等级与桥梁承载能力,对斜拉桥开展以斜拉索更换为主的维修加固工作并对换索过程进行施工监控,最后通过荷载试验对维修加固前后桥梁的使用性能进行了对比。主要研究内容如下:(1)总结国内外斜拉桥病害检测及加固研究现状,结合某实际斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥工程,进行外观病害检测、斜拉索索力测试、结构检算及荷载试验工作。通过对数据的分析,评定出影响该桥安全的主要因素及其劣化程度。荷载试验结果表明:结构安全储备不足,箱梁结构在试验荷载作用下有较大的不可恢复应变。(2)提出斜拉索更换、混凝土结构外观缺陷修复等桥梁结构加固方案。结合实际检测数据建立了有限元分析模型,分析给出桥梁关键截面应变(应力)增量、温度监测、主梁线形、主塔偏位、斜拉索索力及支座顶升量等施工控制参数。(3)进行桥梁加固过程的监控工作并对加固后桥梁进行试验检测。加固后桥梁结构荷载试验与索力检测结果表明:结构安全储备满足要求,箱梁结构在试验荷载作用下处于弹性工作状态。通过加固前后试验检测结果的对比验证了提出加固方案的可行与正确。
伍华成[6]2006年在《大跨度预应力混凝土斜拉桥状态评估系统的研究》文中研究表明随着大型桥梁设计的复杂化和桥梁安全事故的频繁发生,桥梁健康监测与安全性、耐久性评估等问题日趋引起了人们的关注。 本文针对大跨度预应力混凝土斜拉桥的特点,以文晖大桥为背景,在借鉴当前国内外桥梁健康监测以及评估理论的基础上,研究提出了用层次分析法进行桥梁状态评估的指标体系,建立了斜拉桥健康状态评估的多层次的递阶关系模型,并在Matlab平台上,编制相应的评估算法程序,为大跨度预应力混凝土斜拉桥的评估提供了理论基础和方法。 文中还以主梁内力作为控制优化目标,提出了以斜拉索恒载索力增量作为控制优化变量的有约束恒载索力优化模型,编制了相应的计算程序,实例计算表明该方法简单、合理、有效。同时根据历年对文晖大桥进行监测、检测而积累的数据,提出了利用灰色系统论中的数列预测方法对该桥工作状态进行退化预测分析。文中最后把人工神经网络和模糊数学理论相结合,研究建立了基于叁层神经元的模糊神经网络模型,同时建立了结构损伤度函数及等级隶属度模型,研究探讨了模糊数学中的隶属函数在桥梁技术等级状态评估中的应用。
蒲成忠[7]2015年在《在役预应力混凝土斜拉桥索力和混凝土强度无损检测技术研究》文中提出随着大跨桥梁结构的应用与发展,其耐久性成为人们关注的焦点。斜拉桥因其造型美观、受力合理而被广泛建造。在建成多年的大跨斜拉桥中,钢筋锈蚀、拉索腐蚀等是此类结构耐久性失效形式中最为严重的类型,也是其破坏的主要原因。因此,定期检测大跨预应力混凝土斜拉桥显得尤为重要。目前已有的检测技术主要有破损检测技术、半破损检测技术和无损检测技术叁大类。本文着重详细地介绍了预应力混凝土斜拉桥混凝土强度和拉索索力检测的方法,包括回弹法、超声回弹综合法、钻芯法检测混凝土的强度;基频法、千斤顶压力表测定法测斜拉索的索力。论文以重庆某斜拉桥为例,完成了斜拉桥混凝土强度检测以及恒载下索力检测,然后将这些方法的检测结果进行对比分析,拟合出一个公式使检测值更接近于真实值,并根据检测结果对在役斜拉桥的运营状况进行评估,再针对评估结果提出相应的加固养护建议,为后续预应力混凝土斜拉桥检测提供了参考。
张海霞[8]2008年在《基于不确定型层次分析法的混凝土斜拉桥状态评估》文中认为本论文在现有桥梁状态评估方法的基础上,采用不确定型层次分析法对混凝土斜拉桥的状态评估问题进行了研究,主要有以下几方面的内容:首先,对桥梁评估方法的发展及其存在的问题做了简单描述,并介绍了目前几种常用的评估方法;其次,介绍了不确定型层次分析法的基本原理及权重的计算方法,并据此建立了斜拉桥状态评估递阶层次模型,设计了专家问卷调查表,对多位专家进行问卷调查,计算出了在斜拉桥评估状态中各级指标所占权重;再次,讲述了底层指标评语的确定方法和变权综合法的应用,并运用模糊推理原理对斜拉桥进行综合评估;最后,采用Visual C#语言,结合SQL数据库,编制程序实现了整个评估过程,并以沙溪庙嘉陵江大桥作为算例验证了程序的正确性和实用性。本文提出的方法简单可行,通过实例证明结果合理。
苏仁智[9]2016年在《预应力混凝土斜拉桥健康监测构件评级方法研究》文中研究表明在桥梁运营过程中,由于外部荷载、环境侵蚀、材料老化等因素的作用,桥梁结构存在不少的安全隐患。通过桥梁健康监测系统实时监测桥梁运营状态,可以及时发现安全隐患。同时,利用监测信息评估桥梁健康状况,能为管养单位决策提供依据和支持。在桥梁健康监测中,人工检查作为在线自动监测的重要补充,可以针对在线自动监测未能涵盖的监测项目开展检查。但是,由于现行的人工检查缺乏科学的指导,往往依靠工程经验制定检查策略,带有较大的主观性,导致全桥各类构件的检查周期和检查深度无法做到合理的差异化,既不能突出对薄弱构件的针对性检查,也不能合理地节约检查成本。开展预应力混凝土斜拉桥健康监测构件评级方法研究,就是为了解决桥梁健康监测中人工检查存在的问题,在构件层次上进行评级并制定具有针对性的人工检查策略,最终实现预防式养护。本文研究的主要工作包括:(1)对桥梁健康监测领域进行文献综述。介绍了预应力混凝土斜拉桥的发展历史;概述了国内外桥梁健康监测的发展与应用;简要介绍了龙湾大桥健康监测系统的组成架构。(2)阐述了预应力混凝土斜拉桥构件评级体系的设计目标和设计原则,提出了构件评级体系的总体框架。(3)开展预应力混凝土斜拉桥构件分类方法研究。基于预应力混凝土斜拉桥的桥型特点,提出以构件类型、所在位置及单元编号为依据的构件分类方法。(4)开展预应力混凝土斜拉桥构件评级因子分析方法研究。针对预应力混凝土斜拉桥的结构特点,提出了用于构件评级的安全性因子和耐久性因子及其评分标准,并对评级因子计算方法进行了归纳和完善。(5)开展预应力混凝土斜拉桥评级矩阵集成及人工检查策略制定方法研究。通过层次分析法合理考虑安全性因子和耐久性因子的权重,提出了预应力混凝土斜拉桥构件评级矩阵集成方法。在此基础上,提出了基于构件评级矩阵的人工检查策略制定方法。(6)将本文研究的预应力混凝土斜拉桥构件评级方法应用到龙湾大桥健康监测的构件评级工作中,获得了大桥的构件评级矩阵,据此制定了大桥的人工检查策略。本文针对预应力混凝土斜拉桥的桥型特点,综合考虑桥梁安全性和耐久性两方面因素,开展预应力混凝土斜拉桥健康监测构件评级方法研究,为人工检查策略的制定提供了科学合理的依据。本文方法在龙湾大桥构件评级中的实际应用,充分验证了所提出方法的有效性。
荆龙江[10]2007年在《预应力混凝土斜拉桥损伤识别理论及应用研究》文中指出结构损伤识别方法是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分，而基于结构动力响应的损伤识别方法更是目前的研究热点。本文在现有结构损伤识别研究的基础上，以一座大跨度预应力混凝土斜拉桥为主要背景，对桥梁结构损伤识别所面临的难点问题进行了深入研究。本文首先建立了斜拉桥空间精细有限元模型，通过雅可比参数型优化法对建立的有限元模型进行修正研究，获得了与实际桥梁结构状态更加符合的基准有限元模型，并对该斜拉桥进行了模态分析，结果表明该斜拉桥结构固有频率很低，模态密集，存在很多耦合振动的情况。根据多自由度体系的振动特征方程，本文从理论上推导了模态参数中特征频率和模态振型对结构不同位置的灵敏度公式，并以一叁跨混凝土连续梁桥模型，对推导的灵敏度公式进行了验证，结果表明模态参数对连续梁桥不同位置的敏感程度是各不相同的，所推导的理论计算方法适用于类似的梁系结构。基于模态曲率和柔度矩阵的概念，本文构造出了两个损伤指标，提出了利用局部最优原则并根据损伤指标曲线的峰值点来对损伤进行判定的方法。根据模态分析结果，对斜拉桥主梁结构中设定的损伤进行了识别研究，研究表明构造的损伤指标能明确的识别出结构的损伤位置及程度而且具有很好的抗噪声能力。利用遗传算法，本文以结构各测点模态柔度变化率为设计变量来构造遗传算法损伤识别所需的适应度函数，对斜拉桥主梁结构中设定的损伤进行了识别研究，研究表明遗传算法结合柔度变化率能明确的识别出结构的损伤位置及程度而且具有较好的抗噪声能力。小波变换是为了解决传统傅里叶变换不能同时在频域和时域取得最佳分辨率而提出的一种新的变换。本文最后研究了小波及小波包分解在桥梁结构损伤预警中的方法和应用。对于不同损伤情况下的时域信号，经过小波及小波包分解后都可以明确的判定结构损伤发生的时刻，达到损伤预警的目的，而且通过小波包分解也验证了高频信号对结构的损伤更加敏感。
参考文献：
[1]. 预应力混凝土斜拉桥检测评估与加固技术研究[D]. 姜军. 西南交通大学. 2003
[2]. 在役带协作跨预应力混凝土斜拉桥承载力分析及寿命预测[D]. 梅霄云. 长安大学. 2016
[3]. 带协作跨预应力混凝土斜拉桥裂缝成因分析及防治对策[D]. 王正. 长安大学. 2016
[4]. 既有斜拉桥结构的检测及承载能力评定[D]. 何宇. 西南交通大学. 2016
[5]. 澧河斜拉桥维修换索施工控制分析[D]. 金世欣. 郑州大学. 2017
[6]. 大跨度预应力混凝土斜拉桥状态评估系统的研究[D]. 伍华成. 浙江大学. 2006
[7]. 在役预应力混凝土斜拉桥索力和混凝土强度无损检测技术研究[D]. 蒲成忠. 重庆交通大学. 2015
[8]. 基于不确定型层次分析法的混凝土斜拉桥状态评估[D]. 张海霞. 西南交通大学. 2008
[9]. 预应力混凝土斜拉桥健康监测构件评级方法研究[D]. 苏仁智. 华南理工大学. 2016
[10]. 预应力混凝土斜拉桥损伤识别理论及应用研究[D]. 荆龙江. 浙江大学. 2007
标签：公路与水路运输论文; 预应力混凝土论文; 斜拉桥论文; 桥梁论文; 混凝土裂缝论文; 能力模型论文; 混凝土耐久性论文; 承载力论文;