基于巡检的高速公路桥梁安全监测与维护研究

针对高速公路桥梁安全评价与维护的需要,在对现行高速公路桥梁安全监测、数据处理方法分析的基础上,应用设备状态监测原理,提出高速公路桥梁安全监测及安全趋势预测的方法。根据我国目前公路桥梁养护技术规范、高速公路桥梁养护运行模式,构建由人、物、理、程四部分组成的基于巡检的高速公路桥梁安全监测与维护体系,该体系实施过程分为准备、巡检、分析和维护4个阶段,即,在不影响高速公路桥梁正常运营下,通过巡检获取桥梁关键部位的状态参数并进行分析和评价桥梁状态,由专家系统或专家评价桥梁病害类型和维护方案。该体系还可对桥梁安全状态进行预判,满足高速公路桥梁预防性养护的需求,其实施将有助于提高高速公路桥梁的管理与维护水平。     

桥梁智能监测系统

本文介绍了智能桥梁系统的组成子系统及其关键技术,以及智能桥梁的发展简况及现状,并预测了智能桥梁的发展前景和方向,阐明了目前制约智能桥梁发展的主要技术难题.     

基于车桥耦合振动分析的桥梁损伤诊断方法评述

车辆通过桥梁时,桥梁和车辆的动力响应都包含桥梁结构模态或者几何参数信息,对它们进行分析能识别桥梁的模态参数和损伤。结合国内外最新研究成果,综述基于车桥耦合振动分析的桥梁结构损伤识别技术,并与传统识别方法进行比较。指出其优缺点;详细介绍基于灵敏度分析和模型修正的方法、基于结构刚度搜索的方法、利用车辆响应傅立叶变换识别桥梁频率的方法、利用车激桥梁响应的小波变换识别桥梁模态参数的方法以及综合利用车辆和桥梁响应识别桥梁损伤的方法等5种参数识别与损伤诊断方法的基本原理,并总结上述方法的实施步骤和应用时应该注意的问题;指出了该领域的关键问题和进一步的研究方向。     

基于IWRAP模型的跨海大桥建设通航风险研究

为支撑跨海大桥建设决策,对拟建桥梁水域通航风险进行预测,采用IWRAP模型对通航风险进行量化,运用分布函数对观测桥梁水域航道/航路船舶流量进行拟合,构建风险分析模型,计算桥梁水域通航风险水平;根据设定桥梁通航标准,类比拟建桥梁水域内已建成桥梁桥区交通流分布情况,预测桥梁建成后船舶流量分布函数并计算通航风险水平,通过对比得出跨海大桥建设带来的通航风险变化。研究结果表明：运用IWRAP模型预测跨海大桥建设的通航风险较为合理。     

桥梁安全综合评价体系构建及重心法评价研究

目前桥梁安全综合评价研究并不成熟,在分析了桥梁安全综合评价应该考虑的主要因素的基础上,提出并确立了桥梁安全综合评价体系.探讨了应用模糊重心决策法进行桥梁安全综合评价的实现过程,为桥梁安全管理人员和安监部门理性决策提供理论依据.     

我国近年来桥梁事故发生的原因与教训

回顾1998—2006年我国桥梁事故发生的典型案例,从设计、施工、营运管理、水文地质和自然灾害等方面分析事故发生的原因;归纳和总结了事故带来的教训:认识的错位是引发桥梁事故的思想根源,法制的缺陷是造成桥梁事故的重要因素,科学规范的违背是酿成桥梁事故的主要根源、历史的欠账是发生桥梁事故的先天隐患、腐败的黑洞是导致桥梁事故的罪魁祸首。从培训教育、严格科技规范、健全法规制度、保障资金投入、加强维护等方面提出预防桥梁事故发生的对策,得出一切桥梁事故都是可以预防的结论。     

基于时变可靠度分析的桥梁使用寿命预测

为分析一座桥梁结构寿命,在现有混凝土桥梁抗力和荷载的时变性研究的基础上,建立桥梁时变可靠度计算模型。将结构抗力等效转换为车辆荷载作用下结构所产生的竖向位移限值,预测远景交通量,反映荷载的时变性;运用非线性有限单元增量分析方法,以递增特定荷载的方式,采用响应面法计算时变可靠度指标及累计失效概率。结果表明:桥梁结构初始阶段具有足够大的可靠性,但其会随时间推移迅速衰减,利用韦伯分布函数和最小二乘法计算桥梁累计失效概率,进而推算桥梁使用寿命。根据桥梁寿命可靠度计算结果,制定出桥梁最佳维修养护策略。     

采空区不良效应下桥梁桩基的风险评价

在工程实践中,采空区不良效应对桥梁桩基风险影响的评估,需要有进一步的创新方法和更完善的措施,既能准确地评价风险影响,又可以为桥梁基础施工提供保障,成为施工阶段桥梁风险评估的一个新的研究方向。结合某高速公路采空区桥梁桩基的风险估测,采用基于MIDAS/GTS的有限元程序,建立有限元数值模型,通过对煤层未开采直接进行桥梁桩基加载状态沉降、煤层未开采直接进行桥梁桩基加载状态应力、自重应力作用下煤层开采状态采空区沉降、自重应力作用下煤层开采状态采空区应力、采空区注浆回填后桥梁桩基加载状态沉降、采空区注浆回填后桥梁桩基加载状态应力等的分析,得出不同条件下的影响结果,并提出了有效的风险控制策略。研究表明,该评价方法减少了影响桥梁桩基础施工的不安全因素。     

运用FTA研究桥梁修复施工高空坠落事故的风险控制

在对桥梁修复施工的特点和现场施工情况分析的基础上,总结了桥梁修复施工中引起高空坠落事故的原因,并用事故树分析法(FTA)得出桥梁施工高空坠落的基本事件,从技术和管理两方面对预防桥梁修复施工高空坠落事故提出可行性方案,为桥梁修复施工的现场安全管理提供技术支持。     

不同交通流下车辆对桥梁涡振稳定性影响的试验研究

涡激振动是桥梁风致振动中最常见的现象,通常在较低的风速下发生,且对结构气动外形的变化很敏感,车辆行驶在桥梁上势必会改变桥梁断面的外形,因此,研究不同交通流下车辆对桥梁涡激振动的影响非常必要。为了考虑实际运营中车辆对桥梁涡振的影响,基于自由悬挂节段模型试验系统,分别对无车、自由车流和繁忙车流3种交通流状态下车辆对桥梁涡振振动的影响进行了风洞试验。测试了涡振响应和涡振频率,分析了车辆对桥梁涡振响应的影响及机理。结果表明,由于车流显著改变了主梁的气动外形,并且增加了系统质量,不同交通流下车辆对桥梁涡激振动起到了抑制作用。偏于安全考虑,实际桥梁的涡激振动试验可以不用考虑车辆的影响。     

高海拔地区在役混凝土桥梁安全预警研究*

为准确评估高海拔地区在役混凝土桥梁的安全状况,对后续的运营及维修加固提供可行方案,采用模糊物元可拓理论对高海拔地区在役混凝土桥梁进行安全预警研究。首先分析混凝土桥梁结构特点及主要病害,结合高海拔地区特殊的地理环境对混凝土桥梁的影响,参考相关规范和高海拔地区桥梁安全事故的调研资料,确定出高海拔地区在役混凝土桥梁安全预警指标体系;采用组合赋权法中的“乘法”集成法,将G1法确定的主观权重和变异系数法确定的客观权重相结合,确定安全预警指标的综合权重;基于物元理论和可拓集合理论建立高海拔地区在役混凝土桥梁安全预警模型,运用模糊综合评判法确定桥梁的安全预警级别,判断出桥梁的安全状况,并给出相应的处理措施。最后通过实际案例,验证该方法的实用性和合理性。结果表明,该方法能够对我国高海拔地区在役混凝土桥梁进行安全预警。     

基于Vague集-可拓模型的断层富水区桥梁运营安全评估

为了探究断层富水区复杂地质环境对桥梁运营安全状况的影响并科学合理做出评估,从富水性特征、地质构造、桥梁结构参数、运营监测和安全管理5方面出发构建断层富水区桥梁多层次评估指标体系,将含有语言变量的Vague集设计主观权重与简洁高效的EW法设计客观权重相结合,并通过距离函数优化分配系数优化组合赋权,基于物元可拓理论建立断层富水区桥梁运营安全状态综合评估模型并应用于甘肃省某座桥梁实例中,引入安全性级别变量特征值确定评估桥梁的安全等级。研究结果表明：待评桥梁安全等级为Ⅱ级,运营状态比较安全,评估结果与现场情况基本相符,验证其评估模型的客观性与适用性。研究结果可为此类区域桥梁的加固养护提供决策依据。     

斜拉桥成桥安全检测及评价

在对现场测试结果及理论分析结果进行综合分析的基础上,对湘潭湘江三大桥进行总体安全评价,保证桥梁长期稳定运营。理论和实践表明,将安全评价方法、桥梁检测技术与现行桥梁规范结合起来,将桥梁现场静动力荷载试验与理论分析结合起来,以桥梁规范所要求的各类力学标准和性能标准作为安全评价的力学指标和性能指标,对大跨径斜拉桥进行成桥安全检测及安全评价是可行的,而且是必须的,也是我国的桥梁检测技术发展的方向。     

法布里-珀罗光纤传感器在桥梁健康监测中的应用

对桥梁实施监测 ,是诊断桥梁健康状况的主要手段 ,现代传感技术和计算机技术的发展 ,使桥梁健康状态的实时监测变为可能。笔者分析了法布里 -珀罗光纤传感器的基本原理和特性 ,设计了一种法布里 -珀罗应变测试系统 ,并在预应力混凝土连续桥梁上与电阻式应变传感器进行了应变对比测试试验。试验结果表明 ,法布里 -珀罗光纤传感器对环境温度不敏感 ,易与钢筋、混凝土复合 ,适用于桥梁结构的应变测试 ,可用于桥梁健康状态的在线监测     

采用减隔震支座提高桥梁结构的安全性

研究了减隔震技术对提高桥梁结构抗震安全性的作用 ,采用有限元动力非线性分析程序 ,对设置板式橡胶支座、铅芯橡胶支座的桥梁结构进行了非线性时程分析 ,分析中考虑了桥梁结构与减隔震支座的非线性特性。结果表明铅芯橡胶支座较板式橡胶支座具有较好的抗震性能 ,同时针对采用铅芯橡胶支座的减隔震桥梁 ,分析了支座参数变化对桥梁结构抗震安全性的影响     

连续钢构桥成桥荷载试验实施方案研究

新建连续钢构桥的质量是保证桥梁安全运营的关键,因此,成桥后通过荷载试验对桥梁质量进行评定以评判桥梁的质量,确保桥梁安全运营,防止安全事故发生就显得至关重要。本文对连续钢构桥成桥荷载试验实施方案进行研究,确定了此类桥梁的试验内容、提出了静载试验方案的加荷原则、控制截面、试验工况和测点布置原则以及动载试验方案的测试内容和脉冲试验、跑车试验、跳车试验、刹车试验的试验方法。运用这些原则和方法能够对新建桥梁的质量进行详细鉴定,以检验设计理论以及施工质量,为即将投入使用的桥梁的运营、养护提供依据。     

BIM技术在斜拉桥中的研究与应用

以某斜拉桥施工为工程背景,运用BIM技术进行参数化设计,采用Revit软件建立三维可视化模型,建立施工场地和桥梁结构。基于该模型模拟施工现场、进行碰撞检查、施工进度管理、虚拟漫游等。分析大型桥梁建设中的需求,针对传统桥梁在施工过程中存在的可视化程度低、施工效率低等问题,结合实际项目,开展桥梁参数化建模、碰撞检查、虚拟漫游等BIM技术应用研究,望能为其他类似桥梁BIM应用提供参考。     

并行基坑施工对邻近桥梁影响及保护措施

以高铁清河火车站配套人行通道和公交通道并行基坑侧穿G7高速清河桥为例,研究并行基坑开挖对邻近桥梁的影响及保护措施。首先,考虑并行基坑开挖的空间效应,建立有限元数值模型,分析基坑开挖对邻近桥梁桩基础的叠加影响。计算结果表明：由于并行基坑开挖对桥梁桩基础扰动的叠加效应,导致桥梁墩柱的绝对沉降、差异沉降和倾斜等指标均超过控制值;结合数值模拟结果和类似工程经验,提出对邻近桥梁采用钻孔灌注桩作为隔离桩的保护措施,根据并行基坑施工对邻近桥梁不同部位的影响差异,给出隔离桩的平面布置。邻近桥梁墩柱变形实测表明隔离桩能有效约束基坑开挖的叠加效应,保证G7高速清河桥的安全运行。     

三标度模糊层次分析法在桥梁安全评估中的应用

为了客观、系统地评估桥梁安全状况,提出三标度层次分析法与模糊综合评判的集成评估方法。首先,运用层次分析法分析影响桥梁安全状况的评估指标,进而建立桥梁安全评估的目标层、准则层、指标层,并形成桥梁安全评估指标体系。采用三标度层次分析法计算评估指标权重。其次,通过模糊综合评判模型,对桥梁安全评估体系进行分层次模糊综合评估。结合模糊加权平均算子和模糊综合评判最大隶属度原则,确定桥梁安全状况分值,参照评语集得出桥梁安全等级。最后,将该集成评估方法应用到江坡头大桥工程实例中,评估结果与现行规范一致,体现了该方法的可行性与实用性。     

基于组合赋权法的城市桥梁可靠性模糊综合评价

为评估城市桥梁的可靠性,预防桥梁发生安全事故,考虑到城市桥梁评估的多标准、多因素需求以及评估体系建立的复杂性、模糊性,结合城市桥梁结构特点及规范要求,建立桥梁结构可靠性综合评价指标体系,采用改进的层次分析法(AHP),通过1—9标度法和自然指数标度法构建判断矩阵,确定评价体系各级指标主观权重,通过熵权法(EWM)确定各级指标客观权重,组合2种方法对指标进行赋权。引入模糊理论,选取柯西分布隶属函数并围绕桥梁结构工程特点进行修正,再计算各级指标隶属度矩阵值;并以某桥梁结构工程实例验证构建的指标体系和计算方法。结果表明：结合行业规范和专家经验确立评价指标体系,在现有研究的基础上使用改进AHP方法并引入模糊理论,能够提高桥梁可靠性评估的客观性和准确性。