大跨径钢管混凝土拱桥状态监测方案研究

【摘要】： 近二十年来,钢管混凝土拱桥得到了广泛的应用和迅速的发展。随着桥梁的运营,许多桥梁发生了不同程度的损伤甚至坍塌。因此,急需采用有效的手段随时监测桥梁结构在运营期间的健康状况,以保障该种结构的安全运行,防止断裂坍塌等灾难事故的发生。 本文首先介绍了国内外桥梁健康监测和钢管混凝土拱桥的发展状况,阐述了桥梁健康状态监测的意义和钢管混凝土拱桥的结构体系和受力特点、拱肋构造形式以及钢管混凝土拱桥病害特点。其次,运用大型有限元分析软件建立了钢管混凝土拱桥有限元分析模型,对钢管混凝土拱桥从结构应变(应力)监测、变形监测、吊杆内力监测、温度监测、拱脚水平位移监测五个方面对结构进行了静力分析,研究了钢管混凝土结构受力最不利的构件和位置以及影响因素,以此作为状态监测依据。再次,分析了不同结构形式钢管混凝土拱桥自振特性、拱顶混凝土脱空对结构振动特性的影响、分析了横撑损伤对钢管混凝土结构自振特性的影响和车辆过桥引起结构的振动响应,为钢管混凝土拱桥振动监测提供依据。最后,依据分析结果,结合已有的监测经验,提出了钢管混凝土拱桥状态监测技术方案。