基于桥梁长期健康监测数据的时变可靠度分析与寿命预测

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1、硕士学位论文基于桥梁长期健康监测数据的时变可靠度分析与寿命预测作者姓名雷秀强学科专业固体力学指导教师何庭蕙副教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年6月TheTime-variedRelaibilityAnalysisandServiceLifePredictionofTheBridgeStructureBasedonLong-termHealthMonitoringDataADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LeiXiuqiangSupervisor：Prof.HeTinghuiS

2、outhChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：O34学校代号：10561学号：201220105241华南理工大学硕士学位论文基于桥梁长期健康监测数据时变可靠度分析与寿命预测作者姓名：雷秀强指导教师姓名、职称：何庭蕙副教授申请学位级别：硕士学科专业名称：固体力学研究方向：路桥力学论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月6日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：刘峰委员：曾庆敦李文芳杨怡郭馨艳华南理IE大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人

3、在导师的指导下独立进行研宄所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：屬至日期年6月客日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮P:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允

4、许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在____年解密后适用本授权书。¥不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名：遭日期：2仏.f彡指导教师签名：曰期：加(一、厶、&摘要在役混凝土桥梁在自然环境、荷载等众多因素影响下，其结构构件会产生裂缝、锈蚀等局部损伤，桥梁结构的承载能力会随着时间推移出现

5、不同程度的衰减，从而影响桥梁的使用寿命。本文以广东省肇庆西江大桥为工程依托，采用课题组设计建设的长期健康监测系统，对桥梁的温度、应变进行实时监测；基于桥梁长期健康监测数据，对该桥进行了时变可靠度分析与剩余寿命的初探。其主要研究内容如下：（1）介绍了背景预应力混凝土桥梁的健康监测系统主要布置形式。采集了桥梁关键截面的温度及应变数据，结合相关处理方法，对实测应变数据进行了去噪、收缩徐变以及温度修正等预处理。（2）考虑了混凝土碳化、混凝土强度的经时变化以及钢筋锈蚀等结构抗力衰减影响因素，采用函数关系来描述它们的影响，依此建立了在役钢筋混凝土桥梁的结构抗力时变衰减模

6、型，求出了时变抗力弯矩Rt()。根据长期健康监测数据，计算出荷载效应弯矩，并将原始离散型荷载效应弯矩进行概率化处理，得到桥梁的荷载效应概率模型，求出时变荷载效应弯矩St()。（3）基于现役桥梁长期健康监测数据，得到桥梁荷载弯矩概率分布是符合高斯分布的，以箱梁的截面弯矩荷载效应St()与抗力效应Rt()构建可靠度功能函数，实现了桥梁荷载变化、抗力衰减影响对结构时变可靠度的评估，总结了一种结构时变可靠度评估方法并进行了寿命预测初探。（4）将荷载效应和抗力作为随机过程，评估了现役桥梁在统计区间时间段的结构时变可靠度。利用分析的样本，拟合得到较为合理的桥梁时变可靠度

7、曲线，为预测桥梁剩余使用寿命提供了相应的参考模型。最后基于时变可靠度寿命预测模型对桥梁后期的维护与加固提供了优化方法。关键词：桥梁健康监测数据荷载效应时变可靠度寿命预测IAbstractWiththeinfluenceofmanyfactorssuchasnaturalenvironment,loadsandsoon,thestructurecomponentofexistingconcretebridgewillgeneratelocaldamage(e.g.cracks,corrosion).Thecarryingcapacityofthebridged

8、ecaysovertime,whichwillaff