基于长期监测数据的大跨桥梁结构伸缩缝损伤识别-东南大学学报(自然

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1、第４１卷第２期东南大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．２２０１１年３月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｒ．２０１１ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１１．０２．０２４基于长期监测数据的大跨桥梁结构伸缩缝损伤识别邓扬李爱群丁幼亮孙鹏（东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京２１００９６）摘要：以润扬大桥悬索桥１４８ｄ的健康监测数据为对象，通过分析伸缩缝位移和环境条件的相关性，去除了温

2、度、交通荷载等环境条件对伸缩缝位移的影响，并建立了桥梁伸缩缝的状态监测与评估方法．分析结果表明：温度、交通荷载与伸缩缝位移具有显著的相关性，位移随着温度升高而变大，随着交通荷载的增强而减小；风速和位移的相关性十分微弱，风对伸缩缝位移的影响可以忽略不计；采用均值控制图的方法能够识别出由于结构损伤引起的伸缩缝位移１０％的异常变化，实现了伸缩缝异常状态的有效监测与识别．关键词：结构健康监测；位移；伸缩缝；环境条件；悬索桥中图分类号：Ｕ４４８２５文献标志码：Ａ文章编号：１００１－０５０５（２０１１）０２

3、０３３６０６ＤａｍａｇｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｘｐａｎｓｉｏｎｊｏｉｎｔｓｉｎｌｏｎｇｓｐａｎｂｒｉｄｇｅｕｓｉｎｇｌｏｎｇｔｅｒｍｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａＤｅｎｇＹａｎｇＬｉＡｉｑｕｎＤｉｎｇＹｏｕｌｉａｎｇＳｕｎＰｅｎｇ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋ

4、ｉｎｇ１４８ｄｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄａｔａｏｆＲｕｎｙａｎｇｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂｒｉｄｇｅａｓｔｈｅｓｔｕｄｙｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｒａｆｆｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｊｏｉｎｔｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓａｒｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｎｄ，ｔｈｅｍｏｎｉ

5、ｔｏｒｉｎｇａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆｂｒｉｄｇｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｊｏｉｎｔｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｒａｆｆｉｃｌｏａｄｉｎｇｈａｖｅｒｅｍａｒｋａｂｌｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓａｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｒａｆｆｉ

6、ｃｌｏａｄｉｎｇ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗｉｎｄｓｐｅｅｄａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｖｅｒｙｗｅａｋａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗｉｎｄｏｎｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｃａｎｂｅｉｇｎｏｒｅｄ．Ｔｈｅ１０％ａｂｎｏｒｍａｌｃｈａｎｇｅｓｏｆｅｘｐａｎｓｉｏｎｊｏｉｎｔｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓａｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅａｎｖａｌｕｅｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｒｔａｎｄｈｅｎｃｅｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｘｐａｎ

7、ｓｉｏｎｊｏｉｎｔｓｃａｎｂｅｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｅｘｐａｎｓｉｏｎｊｏｉｎｔ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｂｒｉｄｇｅ作为在桥梁结构缝隙中埋设的重要构件，伸缩因此迫切需要有效的方法对伸缩缝的状态进行监缝能满足桥梁由于温度变化、混凝土收缩与徐变、测和评估．桥梁结构健康监测技术的发展为这一研［２３］交通荷载引起的变形以及消减由于不均匀沉降所究提供了契机，学者和工程人员可

8、以根据健康［１］引起的上部结构的二次应力．但是由于实际工监测系统所采集的长期监测数据对伸缩缝的“健程中存在着设计施工缺陷、管理维护不善及车辆超康”状态进行识别，在此基础上为桥梁的维护、维载等情况，使得伸缩缝发生损坏的情况较为严重，修和管理决策提供依据和指导．国内外都对此进行收稿日期：２０１００８２３．作者简介：邓扬（１９８４—），男，博士生；李爱群（联系人），男，博士，教授，博士生导师，ａｉｑｕｎｌｉ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０