钢管混凝土拱桥健康诊断与监测系统研究年度报告

1、钢管混凝土拱桥健康诊断与监测系统研究负责人：欧进萍 李 惠哈尔滨工业大学西部交通建设科技项目年度报告 一、运营健康监测方案 工程概况80m+368m+80m三跨连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥 运营健康监测总体方案监测传感器定期连续数据采集离线安全评定环境监测：风速风速仪 温度光纤光栅温度响应监测：局部光纤光栅应变 整体加速度数据管理中心定期连续数据采集离线安全评定方案：多传感器同步数据采集软件：Labwindows开发数据采集 光纤传感器标定软件硬件：数据采集卡 光纤解调仪数据管理中心监测传感器 运营健康监测总体方案监测传感器定期连续数据采集离线安全评定构件安全评定:局部应变监测结果整体安全

2、评定:整体和局部数据管理中心 运营健康监测总体方案监测传感器定期连续数据采集离线安全评定数据管理中心软件：SQL-server 2000数据库：桥梁设计CAD图纸 传感器位置与选型信息 运营健康监测数据 施工监控结果 荷载试验结果 健康有限元模型 损伤识别和安全评定结果 运营健康监测总体方案 监测传感器与测点布置桥梁整体性态与局部性态传感器加速度传感器加速度传感器上游北（茅草街）南（指挥部）下游 监测传感器与测点布置桥梁整体性态与局部性态传感器光纤光栅传感器（主拱）应变传感器温度传感器上游北（茅草街）南（指挥部）下游 监测传感器与测点布置桥梁整体性态与局部性态传感器光纤光栅传感器（吊杆）应变传

3、感器温度传感器上游北（茅草街）南（指挥部）下游 监测传感器与测点布置桥梁整体性态与局部性态传感器光纤光栅传感器（系杆）上游北（茅草街）南（指挥部）下游温度补偿传感器OFBG-FRP应变传感器 监测传感器与测点布置桥梁环境荷载传感器风速仪风速仪上游北（茅草街）南（指挥部）下游光纤光栅温度传感器 监测传感器与测点布置桥梁环境荷载传感器精度高，量程范围大线性度好抗潮湿、抗电磁干扰、耐久性好体积小准分布测量，绝对测量布设工艺简单传感器模块化仪器串口通信服务器集线器传感器传感器传感器传感器传感器传感器传感器传感器模块化仪器模块化仪器 多种监测传感器的数据采集系统 离线安全评定与预测构件安全评定吊杆的应力

4、 规范允许值、材料强度?拱的应力 规范允许值、材料强度？系杆的应力 规范允许值、材料强度？振动加速度 正常使用状态？应力的变化性能退化情况整体安全评定整体加速度损伤识别有限单元修正（1）局部应变有限单元模型修正修正有限元模型（2）有限单元修正（1）修正有限元模型（2）最优修正有限元模型安全评定(最不利荷载组合)二、项目执行情况 主拱局部应变传感器布设钢筋笼制作、焊接 主拱局部应变传感器布设钢筋笼制作、焊接 主拱局部应变传感器布设筋式应变传感器管式应变传感器温度补偿传感器主拱外引线保护 主拱局部应变传感器布设 整桥有限元建模及徐变分析钢管混凝土拱桥的徐变钢管混凝土拱桥的收缩徐变主要是指徐变变形混

5、凝土的徐变变形通常用徐变系数来衡量，因此分析钢管混凝土拱桥的徐变关键在于徐变系数的选取中南大学钢管膨胀混凝土徐变系数的近似计算公式： 整桥有限元建模及徐变分析整桥有限元建模采用参数化设计语言（APDL）编制徐变分析的命令流程序采用ANSYS建立整桥有限元分析模型三、项目执行计划 完成系杆内OFBG-FRP应变传感器及温度补偿传感器布设完成吊杆内OFBG-FRP应变传感器及温度补偿传感器布设布设加速度传感器，进行多种监测传感器的综合布线，安装完毕茅草街大桥运营健康监测系统并开始系统的调试工作和数据的初步采集工作茅草街大桥运营健康监测系统正式运行，分析桥梁的健康状况，并对系统做必要的完善与改进进一步完善整桥的ANSYS有限元分析模型，对整桥的工作状态进行有限元分析、计算四、项目执行中遇到的问题 项目执行中遇到的问题部分单位缺乏对拱桥健康监测重要性的认识，对健康监测系统的布设工作不够重视部分单位对协同我方（哈尔滨工业大学）进行健康监测系统的布设工作不够明确，额外向我方收取费用缺少定期的工程进度通报机