【博士】大型斜拉橋長期健康監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵技術研究【2006】

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內容簡介

　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度： 2006年　　橋梁建成以后，會由于設計或施工的缺陷而存在隱患，或受到氣候、環(huán)境等自然因素的影響而老化，或承受日益增加的交通流量和荷載作用而損壞。如果不對這些存在結構損傷和隱患的橋梁進行監(jiān)測和評估，就得不到及時維修與加固，不僅會影響行車安全，縮短橋梁使用壽命，甚至會發(fā)生橋梁突然破壞或倒塌等橋毀人亡的事故?！　”疚囊晕錆h長江二橋(大型斜拉橋)為研究背景，針對大型斜拉橋的長期健康監(jiān)測過程中存在的關鍵技術問題，綜合運用有限元理論、動力模型修正、模態(tài)參數識別、優(yōu)化算法、結構仿真與預測等理論和方法，從橋梁結構基準理論模型的建立開始，對橋梁健康基準狀態(tài)的確定、動力模型修正方法、結構參數識別算法、橋梁結構閾值的確定、結構損傷預案仿真等整個健康監(jiān)測過程中　　的關鍵技術問題進行了全面系統(tǒng)的研究。　　研究了橋梁在重載車50T、80T和120T等幾種工況下的工作狀態(tài)，通過比較發(fā)現：一臺120T重車過橋相當于1．5萬輛普通車輛的影響，這種影響應該引起橋梁管理者的高度關注，增設測重儀器，及時限制超重車過橋?！　∧M了橋梁在5萬輛、lO萬輛、15萬輛和20萬輛等4種不同的交通流量下的狀況，計算了主要截面的應力應變、斜拉索的索力、主塔的偏移量和主梁的撓度等。研究發(fā)現武漢長江二橋的極限交通流量在12萬輛左右，長期超重會對橋梁產生嚴重的損壞作用，這個研究結果為橋梁管理者提供了科學的交通管制手段；　　模擬了橋梁在極端寒冷和極端炎熱等2種不同氣候條件下的工作狀況，通過計算發(fā)現，環(huán)境溫度的高低不是主要的因素，而整個橋梁的溫度梯度是主要的因素，溫度梯度越大，產生的應力越大；　　模擬了部分斜拉索斷裂后的橋梁工作狀況。研究表明斷索后所有拉索的索力要進行重新分配，并且都有不同程度的增加，而距離斷索越近的拉索其索力增加越大。以橋梁中部WTZl0．S-AF處的索力為例，在日交通流量5萬輛時，其索力增加了387kN，增幅達到9．5％；在日交通流量10萬輛時，其索力增加了796kN，增幅達到17．8％。顯然這要引起橋梁維護工作者的高度關注?！　?

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