鋼管混凝土拱橋健康診斷與監(jiān)測系統(tǒng)研究年度報告

1、鋼管混凝土拱橋健康診斷與監(jiān)測系統(tǒng)研究負(fù)責(zé)人：歐進(jìn)萍 李 惠哈爾濱工業(yè)大學(xué)西部交通建設(shè)科技項目年度報告 一、運(yùn)營健康監(jiān)測方案 工程概況80m+368m+80m三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土系桿拱橋 運(yùn)營健康監(jiān)測總體方案監(jiān)測傳感器定期連續(xù)數(shù)據(jù)采集離線安全評定環(huán)境監(jiān)測：風(fēng)速風(fēng)速儀 溫度光纖光柵溫度響應(yīng)監(jiān)測：局部光纖光柵應(yīng)變 整體加速度數(shù)據(jù)管理中心定期連續(xù)數(shù)據(jù)采集離線安全評定方案：多傳感器同步數(shù)據(jù)采集軟件：Labwindows開發(fā)數(shù)據(jù)采集 光纖傳感器標(biāo)定軟件硬件：數(shù)據(jù)采集卡 光纖解調(diào)儀數(shù)據(jù)管理中心監(jiān)測傳感器 運(yùn)營健康監(jiān)測總體方案監(jiān)測傳感器定期連續(xù)數(shù)據(jù)采集離線安全評定構(gòu)件安全評定:局部應(yīng)變監(jiān)測結(jié)果整體安全

2、評定:整體和局部數(shù)據(jù)管理中心 運(yùn)營健康監(jiān)測總體方案監(jiān)測傳感器定期連續(xù)數(shù)據(jù)采集離線安全評定數(shù)據(jù)管理中心軟件：SQL-server 2000數(shù)據(jù)庫：橋梁設(shè)計CAD圖紙 傳感器位置與選型信息 運(yùn)營健康監(jiān)測數(shù)據(jù) 施工監(jiān)控結(jié)果 荷載試驗結(jié)果 健康有限元模型 損傷識別和安全評定結(jié)果 運(yùn)營健康監(jiān)測總體方案 監(jiān)測傳感器與測點(diǎn)布置橋梁整體性態(tài)與局部性態(tài)傳感器加速度傳感器加速度傳感器上游北（茅草街）南（指揮部）下游 監(jiān)測傳感器與測點(diǎn)布置橋梁整體性態(tài)與局部性態(tài)傳感器光纖光柵傳感器（主拱）應(yīng)變傳感器溫度傳感器上游北（茅草街）南（指揮部）下游 監(jiān)測傳感器與測點(diǎn)布置橋梁整體性態(tài)與局部性態(tài)傳感器光纖光柵傳感器（吊桿）應(yīng)變傳

3、感器溫度傳感器上游北（茅草街）南（指揮部）下游 監(jiān)測傳感器與測點(diǎn)布置橋梁整體性態(tài)與局部性態(tài)傳感器光纖光柵傳感器（系桿）上游北（茅草街）南（指揮部）下游溫度補(bǔ)償傳感器OFBG-FRP應(yīng)變傳感器 監(jiān)測傳感器與測點(diǎn)布置橋梁環(huán)境荷載傳感器風(fēng)速儀風(fēng)速儀上游北（茅草街）南（指揮部）下游光纖光柵溫度傳感器 監(jiān)測傳感器與測點(diǎn)布置橋梁環(huán)境荷載傳感器精度高，量程范圍大線性度好抗潮濕、抗電磁干擾、耐久性好體積小準(zhǔn)分布測量，絕對測量布設(shè)工藝簡單傳感器模塊化儀器串口通信服務(wù)器集線器傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器模塊化儀器模塊化儀器 多種監(jiān)測傳感器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 離線安全評定與預(yù)測構(gòu)件安全評定吊桿的應(yīng)力

4、 規(guī)范允許值、材料強(qiáng)度?拱的應(yīng)力 規(guī)范允許值、材料強(qiáng)度？系桿的應(yīng)力 規(guī)范允許值、材料強(qiáng)度？振動加速度 正常使用狀態(tài)？應(yīng)力的變化性能退化情況整體安全評定整體加速度損傷識別有限單元修正（1）局部應(yīng)變有限單元模型修正修正有限元模型（2）有限單元修正（1）修正有限元模型（2）最優(yōu)修正有限元模型安全評定(最不利荷載組合)二、項目執(zhí)行情況 主拱局部應(yīng)變傳感器布設(shè)鋼筋籠制作、焊接 主拱局部應(yīng)變傳感器布設(shè)鋼筋籠制作、焊接 主拱局部應(yīng)變傳感器布設(shè)筋式應(yīng)變傳感器管式應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償傳感器主拱外引線保護(hù) 主拱局部應(yīng)變傳感器布設(shè) 整橋有限元建模及徐變分析鋼管混凝土拱橋的徐變鋼管混凝土拱橋的收縮徐變主要是指徐變變形混

5、凝土的徐變變形通常用徐變系數(shù)來衡量，因此分析鋼管混凝土拱橋的徐變關(guān)鍵在于徐變系數(shù)的選取中南大學(xué)鋼管膨脹混凝土徐變系數(shù)的近似計算公式： 整橋有限元建模及徐變分析整橋有限元建模采用參數(shù)化設(shè)計語言（APDL）編制徐變分析的命令流程序采用ANSYS建立整橋有限元分析模型三、項目執(zhí)行計劃 完成系桿內(nèi)OFBG-FRP應(yīng)變傳感器及溫度補(bǔ)償傳感器布設(shè)完成吊桿內(nèi)OFBG-FRP應(yīng)變傳感器及溫度補(bǔ)償傳感器布設(shè)布設(shè)加速度傳感器，進(jìn)行多種監(jiān)測傳感器的綜合布線，安裝完畢茅草街大橋運(yùn)營健康監(jiān)測系統(tǒng)并開始系統(tǒng)的調(diào)試工作和數(shù)據(jù)的初步采集工作茅草街大橋運(yùn)營健康監(jiān)測系統(tǒng)正式運(yùn)行，分析橋梁的健康狀況，并對系統(tǒng)做必要的完善與改進(jìn)進(jìn)一步完善整橋的ANSYS有限元分析模型，對整橋的工作狀態(tài)進(jìn)行有限元分析、計算四、項目執(zhí)行中遇到的問題 項目執(zhí)行中遇到的問題部分單位缺乏對拱橋健康監(jiān)測重要性的認(rèn)識，對健康監(jiān)測系統(tǒng)的布設(shè)工作不夠重視部分單位對協(xié)同我方（哈爾濱工業(yè)大學(xué)）進(jìn)行健康監(jiān)測系統(tǒng)的布設(shè)工作不夠明確，額外向我方收取費(fèi)用缺少定期的工程進(jìn)度通報機(jī)