课题针对斜拉桥非线性动力、破损诊断、安全可靠等敏感问题进行研究,为斜拉桥设计、施工、维修养护管理提供技术支持,避免依据建立在线性理论基础上的现有《规范》进行斜拉桥设计的不足,为大型斜拉桥安全营运提供理论依据,保证大型斜拉桥的设计、施工质量,避免发生类似重庆彩虹桥、美国塔科马海峡悬索桥的悲剧,具有显著的经济、社会、环境效益。
技术原理及性能指标:
1、对永和斜拉桥进行非线性动力分析,得到与实测较吻合的模态数据,为斜拉桥动力分析提供技术资料。
2、提出采用自由交通流作为环境振源进行斜拉桥动力测试的方法,比较准确地识别出永和斜拉桥在使用多年后的模态参数。
3、提出根据损伤指标的大小确定损伤位置及损伤程度的方法,比较有效地确定出永和斜拉桥的损伤位置及其损伤程度。
4、提出通过折减系数矩阵进行破损程度确定的“最优矢量法”,由于缺少足够的数据,目前尚未进行实际应用。
5、提出的综合静动力分析、动力测试、破损诊断的非线性动力分析法能够全面、准确的对大型斜拉桥的安全可靠性能进行评估,为斜拉桥设计、施工、养护提供技术支持。
成果应用于大型斜拉桥设计、施工、养护管理中,为设计提供理论指导,为施工提供技术支持,为养护提供科学依据,使破损诊断技术上升到实桥应用状态。
以自由交通流作为环境振源进行动力测试的方法己在永和斜拉桥上应用,并取得了成功,因此该方法可以适用于大型斜拉桥的动力特性测试,该方法可以在不中断正常交通的情况下进行测试工作,相对于其他动力测试方法具有更大的灵活性和实用性,从测试结果来看具有较好的可靠性,特别适用于运营状态的大型斜拉桥检测,应用前景广阔。
应用情况及存在的问题:
目前永和斜拉桥正在利用本次研究成果进行维修加固,天津丹拉海河大桥也将采用本次研究成果进行维修,结合这些工程的应用,课题将出台斜拉桥破损诊断技术指南、斜拉桥养护管理手册,并对采用自由交通流进行斜拉桥动力测试方法进行总结,编制专用软件进行推广,为大跨斜拉桥在线监测提供技术支持,使得破损诊断技术真正运用于实桥状态,并将动力分析方法应用于桥梁健康监测、抗风、抗震研究中,一具有广阔的应用前景。