基于橋梁遠(yuǎn)程監(jiān)測信息的剩余壽命預(yù)測模式研究.pdf

1、橋梁在服役期間，環(huán)境侵蝕、材料老化和荷載的長期效應(yīng)、疲勞效應(yīng)與突變效應(yīng)等不利因素的耦合作用將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的損傷積累及抗力衰減，其剩余使用壽命經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。隨著橋梁健康監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，測試信息的準(zhǔn)確性相應(yīng)提高；同時(shí)時(shí)變可靠度理論也不斷得到完善，極大地提高了預(yù)測評(píng)估的可靠性。而現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)使用壽命預(yù)測方法都不能系統(tǒng)地、真實(shí)地對橋梁做出可靠的預(yù)測，本課題旨在從研究橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測信息出發(fā)，以時(shí)間序列理論和可靠度理論為基礎(chǔ)，建立結(jié)構(gòu)抗

2、力和所受荷載效應(yīng)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模式，進(jìn)而達(dá)到預(yù)測橋梁整體結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命目的。 首先比較常用結(jié)構(gòu)使用壽命預(yù)測方法的優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)分析基于監(jiān)測信息的壽命預(yù)測特點(diǎn)及優(yōu)勢；利用規(guī)范和有限元理論，結(jié)合監(jiān)測手段提出確定橋梁初始狀態(tài)的三種方法。影響橋梁可靠性剩余壽命預(yù)測的因素大體分為結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)兩類，因此將它們構(gòu)成整個(gè)研究的主題。通過收集國內(nèi)外對結(jié)構(gòu)抗力時(shí)變方面研究的資料，系統(tǒng)總結(jié)了誘發(fā)橋梁抗力衰變的各個(gè)影響因素，并對其影響機(jī)理進(jìn)行深入剖

3、析；借用材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本原理，推導(dǎo)出反映結(jié)構(gòu)抗力衰變的特征因子；時(shí)頻分析理論揭示了監(jiān)測信息與這些特征因子的相互關(guān)聯(lián)。依據(jù)數(shù)學(xué)手段和各特征因子的特性，提出特征因子反映抗力的方法；小波多尺度分析和數(shù)學(xué)擬合方法的思路解決了監(jiān)測信息中活載效應(yīng)分離的問題，為修正現(xiàn)有荷載模型打下基礎(chǔ)。 最后，應(yīng)用時(shí)間序列理論建立起基于監(jiān)測信息的結(jié)構(gòu)抗力及荷載效應(yīng)的預(yù)測性時(shí)變模式，構(gòu)建出可靠性結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測的框架流程模式。以實(shí)橋監(jiān)測信息為依托，分析了