大跨度纜索承重橋樑纜索損傷識別及可靠度研究

《大跨度纜索承重橋樑纜索損傷識別及可靠度研究》是依託華南理工大學，由余曉琳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：大跨度纜索承重橋樑纜索損傷識別及可靠度研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：余曉琳
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

針對纜索承重橋樑發展中纜索損傷識別及其可靠性評估研究不足的問題，採用理論分析、數值計算、試驗研究和實際工程套用相結合的研究方法，利用先進的無線感測技術建立橋樑狀態監測系統，實現數據自動化採集、遠距離傳輸和智慧型化處理，逐步建立可用於纜索損傷識別及橋樑結構可靠度分析所需參數的資料庫；提出基於kriging模型的纜索損傷識別方法，準確識別纜索損傷位置及損傷程度；提出新穎的改進回響面法計算評估損傷纜索的可靠度，通過敏感性分析以掌握參數對纜索損傷的影響；最後基於隨機有限元法建立纜索損傷後全橋體系可靠度研究方法，評估纜索損傷後對橋樑承載力的影響及全橋的安全可靠性，提出切實可行的維修加固方案，確保橋樑繼續安全運營。項目成果可為纜索承重橋樑及時調整或更換受損纜索提供依據，為橋樑可靠性評估提供依據，具有重要的理論意義和工程套用價值，且對於實現纜索壽命最大化、保證交通安全，也具有很高的經濟效益和社會效益。

結題摘要

近年來，世界各地相繼興建了許多大跨度纜索承重橋樑，這些橋樑投資巨大，不僅是交通運輸線上的關鍵設施，而且，因為外形美觀，有些已成為當地的標誌性建築。但由於長期承受恆載、活載與疲勞荷載作用，並暴露於風雨、潮濕與污染的大氣環境中，大跨度纜索承重橋樑的纜索系統極易遭受疲勞與腐蝕破壞，使纜索的實際使用壽命大大低於設計壽命。作為纜索承重橋樑的主要受力構件，纜索的安全性和耐久性對橋樑的正常使用和整體安全極為重要,一旦纜索產生損傷會使其承載能力降低或喪失,甚至導致橋樑垮塌。 相對於纜索承重橋樑的建造速度和規模，纜索損傷的研究還相對滯後，至今還沒有形成關於纜索損傷識別、纜索損傷可靠度研究、纜索損傷後橋樑體系可靠性研究等方面的統一標準。因此，在發揮纜索構件在橋樑工程中優勢的同時，如何準確了解纜索的健康狀況，採用何種手段對其損傷加以有效識別，如何快速的對損傷纜索的可靠度以及纜索損傷後橋樑結構的整體可靠性進行評價，並及時準確的提出合理、有效的維修加固措施等己經成為橋樑工程技術界亟待解決的問題。 本項目採用理論分析、數值計算、試驗研究和實際工程套用相結合的研究方法，依託目前世界上最先進的無線感測器Imote2 節點，實現數據自動化採集、遠距離傳輸和智慧型化處理，基於無線感測技術建立了橋樑狀態監測系統，並逐步建立可用於纜索損傷識別以及橋樑結構可靠度分析所需參數的資料庫；提出了基於kriging 模型的纜索損傷識別方法儘可能準確的識別纜索損傷位置及損傷程度；提出了kriging改進回響面法計算評估損傷纜索的可靠度，通過敏感性分析掌握參數對纜索損傷的影響；最後基於隨機有限元法建立了纜索損傷後全橋體系可靠度研究方法，評估纜索損傷後對橋樑承載力的影響及全橋的安全可靠性，提出切實可行的維修加固方案，確保橋樑繼續安全運營。項目成果可為纜索承重橋樑及時調整或更換受損纜索提供依據，為橋樑可靠性評估提供依據，具有重要的理論意義和工程套用價值，且對於實現纜索壽命最大化、保證交通安全，也具有很高的經濟效益和社會效益。