重庆某大型桥梁结构检测与安全评估工程技术服务项目

大型桥梁结构健康监测技术研究与应用

20世纪以来国内外桥梁工程建设取得了突破性的成就,桥梁建设正向着规模的大型化,形式的轻柔化,功能的复杂化发展.鉴于桥梁工程在国家建设和人民生活中的重要作用,桥梁结构的安全性与耐久性越来越受到人们的高度重视,所以现代工程技术人员不但关注桥梁设计与施工技术,而且更关注桥梁结构的维护和保障问题.随着科学技术的飞速发展,在现代桥梁工程领域中有关大型桥梁的健康监测,安全评估以及寿命预测等问题已经成为当前桥梁工程界的研究热点. 本文在铁道部科技开发项目——"秦沈客运专线辽河大桥光纤测试技术的应用研究(2001G018-B)","芜湖长江大桥长期监测,安全评估和报警系统的研究(2000G19-B)"的资助下,立足于工程实际应用,采用理论与试验相结合的方法,对桥梁健康监测过程中的一系列关键技术问题进行了深入系统的研究,主要工作包括: 1.提出了桥梁结构监测系统总体结构的工程化设计方案.对大型桥梁结构健康监测中的关键技术进行了系统的研究,提出了监测系统的设计方法,监测内容的确定,传感器布设与优化,监测数据采集与处理以及桥梁结构健康评估等一系列工程技术方法,为大型桥梁结构健康监测系统的研究开发奠定了技术基础. 2.成功研制了适用于混凝土结构的埋入式白光干涉型(F-P)光纤应变传感器和光纤温度传感器.运用现代测试技术,采用理论与试验相结合的方法,系统地分析研究了传感器的技术性能与特点,结构原理与设计方法,制作工艺与性能试验等相关的技术问题,提出了埋入式F-P光纤应变与温度传感器制备的一系列关键技术与方法,为我国光纤传感器的研究发展提供了一种有效的技术途径. 3.针对大型桥梁结构建造工艺复杂,工作环境恶劣的特点,提出了运用光纤传感器测试静,动态应变及温度参数的有效的工程实现技术与方法.系统地研究了埋入式光纤传感器应用于监测大型混凝土结构的关键技术与主要工艺等工程实际问题,成功地将光纤传感器应用于秦沈客运专线辽河特大桥的温度测试,预应力分布监测,动态测试等多个环节的工程实践,为光纤传感器在混凝土桥梁施工监测和长期健康监测中的广泛应用奠定了技术基础. 4.研究开发了芜湖长江大桥(连续梁部分)长期健康监测系统.依据上述健康监测系统的总体设计方案,结合芜湖长江大桥的结构特点,提出了一套基于两级计算机局域网的多传感器综合数据采集方式的健康监测系统有效技术方案,研制开发了适用于桥梁长期监测的网络化数据采集系统组件及相关软件,提出了基于准静态识别的统计对比诊断法进行桥梁结构健康评价的方法,实现了对桥梁结构安全的预警预报.

基于长期监测的大型桥梁维护关键技术研究

目前,为了在养护管理过程中更加全面了解结构整体内在的健康状况和各种不利因素对桥梁的损伤程度及桥梁自身的老化情况造成的后果,大型桥梁长期健康监测系统的应用越来越广泛,甚至到了泛滥的地步,以致大量的监测数据处理不及时,再加上处理方法的错误,不能准确为桥梁的养护提供有效的"帮助".评估方法主要通过从静态和动态两大类入手,对大型桥梁长期健康监测的在役桥梁进行安全评估.如果大型桥梁安全评估能做到如中小桥的分级评估,那么就更加有利于指导养护工作,制定出有效的养护技术.但中小桥的分级评估,绝大部分的工作是依赖桥梁外观检查或者承载力,耐久性和功能性方面的人工检测的前提下完成的,这样就违背了基于长期健康监测的数据来源,所以研究出一套完全基于监测数据的大型桥梁健康状态分级评估方法刻不容缓.本文旨在从桥梁结构本质的挠度和材料模量出发,在掌握长期实时监测信息基础上,主要通过提取其活载效应和劣化效应,实现了对在役桥梁的健康状态分级评估研究. 首先,基于对长期健康监测数据时间多尺度特点的理解,运用小波滤波器谱分析等手段将数据分离成由桥梁活动荷载引起的活载效应和由混凝土结构收缩徐变等因素引起的劣化效应;其次,针对已有混凝土等材料在其疲劳加载损伤试验,分析了材料挠度变化和材料应变变化的发展规律,通过最小二乘法的改进双曲线拟合和改进对数拟合建立了挠度变化的数学模型,通过变形后的logistic回归模型模拟了材料模量衰减的过程,并将其与活载效应,劣化效应一起代入五大典型疲劳损伤之一的修正勒梅特经典损伤公式当中建立起了材料衰变的数学模型.再次,找出两大数学模型与公路桥梁评定标准挂钩的某些指标,分成了从桥梁宏观出发的变形程度评估和从桥梁微观出发的衰变程度评估,结合这两种评估方法按最不利原则建立了大型桥梁健康状态综合分级评估,并根据不同等级制定了相应的养护措施.最后,通过基于实时监测数据的实桥应用,验证了基于桥梁变形与桥梁衰变的综合评估方法对在役桥梁长期监测健康状态评估的可行性.

工程检测数字化技术在桥梁结构安全评估中的应用研究

随着桥梁数量增多及运行环境复杂,桥梁安全评估成为工程领域重点课题.传统检测方法耗时久,易有误差,难以满足现代桥梁维护的高效精准需求.本研究探讨工程检测数字化技术在桥梁安全评估中的应用价值与关键技术,通过融合数字化与桥梁检测技术提升效率与质量.研究梳理桥梁安全隐患与检测需求,提出传感器部署,数据采集等技术路径,试验表明数字化技术可提高检测精度,实现动态监测与智能预警.同时探讨技术应用挑战并给出优化建议,证实其能推动评估方法现代化,对提升桥梁安全性,延长使用寿命意义重大.

市政桥梁结构检测与安全评估分析

桥梁结构属于一种十分高效,简洁的承力系统,桥面所受外力荷载通过桥面铺装能够顺利传递至行车道板,桥台和桥墩能够支承主梁和上部结构自重,随后将从主梁传递的荷载进一步传递到地面.桥台,桥墩和主梁属于桥梁主要承力结构,在环境和基础荷载影响下,容易产生各种安全隐患.对此,文章先分析了桥面构造,随后介绍了桥跨结构和支座,最后介绍了桥梁结构检测,包括材料检测,桥梁有限元模型,桥梁荷载试验,希望能给相关人士提供有效参考.

现有桥梁结构的安全监测与评估技术

桥梁结构的安全监测是保证桥梁安全营运的重要手段,经过近几十年历程,桥梁结构的安全监测与评估技术得到较大发展,各种方法也日趋成熟.本文综合大量相关文献,较系统全面地介绍了目前国内外采用的结构安全监测与评估的先进技术和方法,以供同行参考.

基于荷载试验的桥梁结构安全性检测与评估研究

桥梁荷载试验是一种评价桥梁安全性能的无损检测方法,可以对桥梁的结构设计与施工质量是否达到预期目的做出科学的评估,可以验证桥梁的结构设计理论和计算方法是否合理,可以了解桥梁的承载能力以及工作性能,为桥梁的正常运行、养护管理和加固改造提供科学依据。本文以广元市苍溪县唤马镇新建东河大桥为对象进行研究,通过理论分析、数值模拟和现场荷载试验相结合的方法,研究了在静力荷载、动力荷载作用下桥梁结构参数的变化情况;通过对试验结果的比较分析,从而对桥梁的安全性做出评估,为桥梁的竣工验收、安全运营和维修养护提供了科学的数据资料。本文主要做了以下几方面的工作:(1)通过理论分析和有限元软件Midas/Civil进行数值模拟,确定了桥梁现场静载试验的各加载工况、主控制截面和截面中各测点的空间位置以及各工况下的加载与卸载的过程和量级;(2)通过静载试验,测定桥梁在各工况荷载作用下主控制截面中的应力、挠度或位移值,并将各工况作用下的实测值与模拟值进行比较分析,以验证大桥是否符合设计和规范要求;(3)通过动载试验,测定桥梁在试验荷载作用下的汽车荷载冲击系数、主梁自振频率以及桥梁的动力特性;(4)通过对静载、动载及裂缝观测的试验结果进行分析,从而评估其结构的安全性,同时为桥梁的竣工验收和将来的养护维修工作提供科学的数据资料。

基于GIS的桥梁健康监测与安全评估研究

桥梁等大型工程结构的健康监测,损伤检测及安全评估是目前国内外研究的热点问题,随着许多新技术如计算机技术,3S技术(全球定位系统,地理信息系统,遥感技术),自动控制技术(人工神经网络),无限传输技术的飞速发展,振动测试手段精度的不断提高,在土木工程领域融入新技术新方法具有更为现实的意义.本文继续本课题组"基于GIS的大型土木工程健康监测研究"的工作,以香港青马大桥为实例,编制了一个具有GIS(地理信息系统)特有功能的健康监测及损伤检测系统程序,使用RBF神经网络进行青马桥的损伤识别,对青马桥的主要监测项目进行了评估. 本文首先概述了桥梁使用现状,国内外桥梁健康监测系统以及地理信息系统研究状况,介绍了本文的研究目的及意义和研究工作.接着分析了健康监测系统(BHMSES,Bridge Health Monitoring Safety Evaluation System)的开发方法,开发工具及地理信息系统在其中实现的功能,提出了系统的数据结构,并以青马大桥为研究对象,编制了相关的程序模块,主要实现将地理信息与属性信息相结合从而使各类信息可视化,利用地理信息系统特有专题分析功能将数据以统计图形式标注于地图上,令分析更为直接清晰. 使用人工神经网络进行青马大桥损伤检测研究,本文使用损伤前后频率信息和部分关键点的模态信息构造损伤指标训练RBF网络,对损伤位置和损伤程度的识别都取得了良好的精度,对未知损伤类别也具有一定的自学习能力. 最后本文指出了桥梁安全评估的现状,综合了适用于大型桥梁的评估方法,用层次分析法求得桥梁构件权重,用变权综合的方法使得个别构件存在重大缺陷时能够在总体评价中体现出来,以青马大桥为例,通过计算机模拟损伤,进行了索力,索塔,加劲梁三个项目的评估.