大跨系杆拱桥健康监测系统设计.pdf

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1、浙江建筑，第28卷，第11期，2011年11月ZhejiangConstruction，Vo1．28，No．11，Nov．2011大跨系杆拱桥健康监测系统设计HealthMonitoringSystemDesignforLarge-spanBowstringArchBridge蒋昌兵，吴婷jIANGChang—bing。WUTing(1．台州市玉环县房地产测量队，浙江台州317600；2．台州市城乡规划设计研究院，浙江台州318000)摘要：建立桥梁健康监测系统是大型桥梁安全保障体系的发展趋势。针对山东聊城陈口路徒骇河系杆

2、拱桥，运用桥梁博士建立该桥有限元模型，进行了桥梁的静动力分析，得出桥梁各关键截面的位移、弯矩以及吊杆的索力。然后，根据陈口系杆拱桥的结构特点，确定了健康监测的项目，制定了运营期间结构安全状态评估方案，并设计了该桥的健康监测系统。关键词：系杆拱桥；健康监测；系统设计中图分类号：U446文献标识码：B文章编号：1008—3707(2011)11—0011—05随着大跨度桥梁的不断修建，大跨度桥梁的安66m，每个承台下10根。主桥示意见图l、，主要构全性、耐久性和使用功能越来越受到人们的重视。件横断面见图2。．桥梁健康监测的基本

3、内涵就是通过对桥梁结构状态2全桥有限元模型的建立的监控与评估，为大桥在特殊气候或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁维护、维修与管理2．1计算模型建立决策提供科学依据和指导。同时对改进和完善桥梁主桥结构的横向对称性，计算图示采用全桥的设计理论，延长桥梁寿命都起着重要的作用¨。本1／2结构，即单拱肋。梁、拱结合处应力状态复杂，文详细论述陈口路徒骇河桥监测系统设计，希望能节点划分较密；在跨中段系梁的单元每个吊杆间距为同类桥梁振动监测系统的建立提供有益的借鉴。划分两个单元，节点划分较疏。拱肋也是每个吊杆问划分两个单元。最终

4、形成的有限元计算模型见图1陈口路徒骇河桥介绍3，拱肋单元为1—42号单元，系梁单元为43—100陈口路徒骇河桥主桥为钢筋混凝土中承式系杆号和1号单元，吊杆单元为123_138号单元，立柱拱桥，跨径布置为27m+100m+27m，主桥全长单元为111一l18单元，桥墩单元为119—122，其中194．0m，桥面宽度为36．0m。拱肋采用钢筋混凝土139—142号单元是为了加强拱、梁固结处的刚度而材料，工字型断面；纵梁中跨部分采用箱形断面，纵增加的单元。梁之间与吊杆相同间距设置预应力混凝土横梁，横2．2计算结果梁高度为1．5—

5、1．66m，T形截面；主桥下部结构中在对陈口路徒骇河桥成桥运营阶段静力响应进主墩墩身高2．5m，顺桥向宽5．6m，横桥向宽行分析时，主要材料参数有：(1)C50混凝土构件：10．0m，与上部结构刚接；桥墩下设置顺桥向宽拱肋、纵梁、边拱、横梁；C40混凝土构件：桥面板、加6．5m，横桥向宽l8．5m，厚2．5m的承台；承台以下劲撑等；(2)吊杆：弹性模量200GPa、泊松比0．3、抗采用150cm钢筋混凝土钻孔灌注桩，设计桩长约压强度1140MPa、抗拉强度1140MPa；(3)钢绞线：收稿日期：2011～05—10作者简介

6、：蒋昌兵(1982一)，男，浙江台州人，助理工程师，主要从事测量工作。12浙江建筑2011年第28卷弹性模量195GPa、泊松比0．3、抗压强度1260MPa＼+1O年混凝土收缩、徐变作用)；可变作用(汽车荷抗拉强度1140MPa。考虑的荷载如下：永久作用载+汽车荷载冲击力+人群荷载)。主要静力计算(结构自重及二期恒载+预应力荷载+吊杆张拉力结果见表1～表4。IK0+6746lKO+692033137．731137697ll—Ko+672圈4．—K0+751362—_，一，2870r26．40r236-424图1陈口路徒骇

7、河桥主桥示意图a)拱肋横断面b)纵梁横断面c)中横梁横断面d)固定横粱横断面图2主要构件横断面图3有限元计算模型表1中跨拱肋关键截面位移值表2中跨纵梁关键截面位移值第11期蒋昌兵等：大跨系杆拱桥健康监测系统设计l3表3中跨拱肋关键截面内力值梁结构在运营荷载及外界自然条件(如温度)作用下的关键构件截面的受力及安全状态。(2)陈口路徒骇河桥的运营状况的分析：分析采集到的数据，得到桥梁的实际状况，并将实际状况与理想状态设计理论值进行比较，确定偏差值。分析偏差对结构的影响，确定桥梁的健康状况，为日常吊杆内力应力吊杆内力应力的养护维

8、修确定明确的方向。编号／kN／MPa编号／kN／MPa(3)确保陈口路徒骇河桥的安全：分析桥梁实际状况与理论理想状态之间产生的偏差的变化趋势，找出偏差变化的原因，预测可能出现的问题，提出解决方案，确保桥上行车、行人的安全。3．2监测系统的构成陈口路徒骇河桥结构健康监测系统包括传感器系统、数据采集与传输系