桥梁健康监测在线预警指标研究

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1、桥梁建设2015年第45卷第3期(总第232期)44RrldgeConstruction，Vo1．45，No。3，2015(TotallyNo．232)文章编号：1003—4722(2015)03—0044—07桥梁健康监测在线预警指标研究苏成，廖威，袁昆，韦锋。(1．华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640；2．华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州510640)摘要：为了及时发现结构异常、保障桥梁安全运营，以新光大桥健康监测系统为背景，提出了“多指标两级预警”的在线结构预警体系，确定了预警指标、预警阈值和预警流程，并重点对承

2、载能力利用率、年疲劳损伤度、疲劳车辆荷载、跨中竖向变形及固有频率变化率等预警指标进行了研究。提出了基于实测静应力的应力分离方法并计算了构件的承载能力利用率，利用实测法计算了构件的年疲劳损伤度，同时进行其他预警指标的计算。结果表明，在当前荷载作用下新光大桥构件的承载能力利用率较低，构件承受活载能力的富余程度较高，年疲劳损伤度微小，其他预警指标的结果亦正常，满足使用要求。所提出的预警体系已成功应用于新光大桥长期健康监测，该体系可及时发现结构异常，对保障桥梁安全运营具有较大的实用价值。关键词：桥梁结构；健康监测；结构预警；预警指标；预警阈值；承载能力；疲

3、劳损伤中图分类号：U446；U448．22文献标志码：AResearchofOnlineEarlyWarningIndicesforBridgeHealthMonitoringSUCheng～，LIAOWei，YUANKun，WEIFeng，。(1．SchoolofCivilEngineeringandTransportation，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China；2．StateKeyLaboratoryofSubtropicalBuildingScience，SouthC

4、hinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：To．timelyfindoutthestruetura1abnormalityandtoensurethesafeoperatxonofbridges，thestructuralhealthmonitoringsystemoftheXinguangBridgewastakenastheresearchohiectandanonlinestructuralearlywarningsystemof“multi—indexandtwo—l

5、evelwarning’’wasproposed．Theearlywarningindices，thresholdsandWorkflowweredeterminedandthewarningindices，suchasthehearingcapacityutilizationrates，annualfatiguedamagedegrees，fatiguevehi—cle1oads，midspanvertica1deformationandthechangerates0{naturalfrequencies，werepartmu一1ar1vstud

6、ied．Thestressseparationmethodbasedonthemeasuredstaticstresswasdevelopedandthebearingcapacityutilizationratesofthecomponentswerecalculated．Theannualfatiguedamagedegreesofthecomponentswerecalculatedbythemeasurementmethodandmeanwhile，theotherwarningindiceswerecalculatedaswel1．The

7、resultsoftheresearchdemonstratethatunderthecurrentloadcircumstances，thebearingcapacityutilizationratesofthecomponentsO±theXin—guangBridgearelow，themarginofliveloadbornebythecomponentsishigh，theannualfatiguedamagedegreesareslight，theresultsoftheotherwarningindicesarenormalandth

8、ecomponentscanmeettheoperationrequirements．Theproposedearlywa