1、区域性桥梁群健康监测与安全预警(y jn)技术研究,第一页，共二十四页。,汇报提纲,1 研究(ynji)背景 2 研究内容 3 关键技术 4 实施方案 5 预期创新 6 进度安排,第二页，共二十四页。,虎门大桥(d qio)因大货车超载严重，致使悬索桥路面损坏严重,重庆石门大桥斜拉索防护(fngh)套大量生锈老化,1.研究(ynji)背景,桥梁结构损伤与退化,第三页，共二十四页。,4,钢箱梁裂缝(li fng)、锈蚀,斜拉索锚固区混凝土破损(p sn),索套破损(p sn),桥台竖向开裂,拉索变形,发展中的坑槽,第四页，共二十四页。,台北高屏大桥(d qio),重庆(zhn qn)綦江彩虹桥,
2、四川宜宾南门(nn mn)大桥,湖南凤凰桥,广东九江大桥,第五页，共二十四页。,桥梁(qioling)养护规定,第六页，共二十四页。,健康(jinkng)监测,在桥梁关键位置安装传感器，实时监测结构状态变化，利用信息传输技术将数据自动传回，管理员使用专业软件对数据进行(jnxng)分析，评估桥梁状况，当达到临界状态时给予警示，提醒管理者采取相应措施。这些安装在桥梁上的监测传感器、数据传输网以及对数据进行分析预警的软件总称为结构监测与安全预警系统。,第七页，共二十四页。,特点：传感器自动、连续、实时监测桥梁状态优势：利用(lyng)科技手段弥补了人工检查的弱势,第八页，共二十四页。,11+2,7
3、,108,14,12,46,国内已有近百座特大桥梁实施了健康(jinkng)监测,监测参数多、测点数量多、系统投资(tu z)大（500万到2000万）、主要应用在独立特大型桥梁,第九页，共二十四页。,中小跨径桥梁是垮塌事故(shg)的重点,1999-2009年我国共垮塌大桥(d qio)30多座，而且都是近30年内建成的。01、1999年01月04日，重庆綦江彩虹桥 02、2000年04月12日，福建漳州大桥 03、2001年06月23日，广西合浦县城郊文尉坊大桥西引桥 04、2001年11月07日，四川宜宾南门长江大桥 05、2002年08月16日，河南省内乡县宝天曼万沟大桥 06、200
4、3年04月21日，广东珠江大桥 07、2004年06月28日，江苏省徐州市弘济桥 08、2004年05月12日，湖州菱善航道千金镇西大桥 09、2004年06月10日，辽宁盘锦田庄台大桥 10、2004年09月01日，苏州京杭大运河亭子桥 11、2005年11月05日，贵州省遵义市务川县在建珍珠大桥 12、2006年02月22日，江苏兴化市昌荣镇姚庄大桥 13、2006年05月16日，甘肃岷县洮河大桥 14、2006年07月14日，广东京广线武江大桥 15、2006年08月01日，辽宁营口熊岳大桥 16、2006年08月29日，福建厦门同安湾大桥 17、2006年11月25日，陕西白河县境内3
5、16国道冷水河大桥 18、2005年12月14日，贵州省贵阳至开阳公路在建小尖山大桥 19、2006年12月09日，北京顺义减河悬索桥 20、2006年04月29日，湖南娄底涟源市白马镇白马溢洪大桥 21、2006年05月29日，江苏泰州兴化市林湖乡湖东大桥 22、2007年05月23日，浙江宁波奉化方桥 23、2007年03月23日，江西修水大桥 24、2007年05月13日，江苏常州运河大桥 25、2007年06月15日，广东佛山九江大桥 26、2007年07月13日，江苏蔡渡大桥 27、2007年08月13日，辽宁抚顺新宾满族自治县境内的南杂木大桥 28、20070年8月13日，湖南凤凰
6、县的堤溪沱江大桥 29、2009年05月17日，湖南株洲高架桥 30、2009年06月29日,黑龙江省铁力市西大桥,应该加强中小跨径桥梁(qioling)的监测！,面临的问题：如何在辖区众多桥梁中挑选出应该监测的桥梁？如何实现低成本、广覆盖、高效能的健康监测？如何评价辖区内众多桥梁的总体安全水平？,区域性桥梁群健康监测与安全预警技术研究,第十页，共二十四页。,2 研究(ynji)内容,2.1 桥梁群健康监测(jin c)的设计原则 2.2 桥梁群监测数据无线采集传输技术 2.3 研究基于承载能力评定的健康监测数据分析方法 2.4 研究基于总体/样本的抽样检验原理来评估桥梁群状况,第十一页，共二
7、十四页。,2.1 桥梁(qioling)群健康监测设计原则,1 重要桥梁的遴选(ln xun)原则2 区域性桥梁群的测点布置原则,第十二页，共二十四页。,桥梁(qioling)结构群监测遴选与等级划分,桥梁结构群的典型特征：数量多、分布集中(jzhng)、交通流量相关干线公路桥梁群遴选要考虑的因素：位置、结构型式、材料组成、跨径规模、桥梁造价、修复难度、交通量、服役时间、设计施工水平、桥梁的病害程度、车辆超载程度等。等级划分：在线监测 离线监测 一般检测,问题与答案,桥梁(qioling)群,区域路网桥梁群,干线公路桥梁群,城市桥梁,国道干线,第十三页，共二十四页。,2.2 桥梁(qiolin
8、g)群监测数据无线传输技术,1 传感器至采集模块的数据采集2 采集模块至监控中心(zhngxn)的数据传输3 基于公共网络无线数据传输4 基于自建网络的无线数据传输5 开发出针对性强的成套的解决方案,第十四页，共二十四页。,2.3 监测(jin c)数据分析方法（现状）,1 主要方法：模型修正法灵敏度分析法模态参数识别模式识别(m sh sh bi)，神经网络法，可靠度方法。2 主要问题：过度注重算法的优化、偏离了桥梁特点、脱离了养护管理举例：神经网络方法3 主要原因：激励的不确定性、响应的不完备性、识别的复杂性、数据的海量性,第十五页，共二十四页。,公路桥梁承载能力检测(jin c)评定规程
9、,桥梁承载力评定方法体系,第十六页，共二十四页。,基于承载能力评定的监测(jin c)数据分析方法,研究目标：中小跨径的梁式桥（简支、悬臂、连续梁）研究方法：跟踪一批桥梁群（监测/检测/荷载试验）通过梳理已有损伤识别方法、建立实桥监测系统、定期检测等方法，建立能够反映承载能力变化的监测数据分析方法。具体指标：用监测数据的分析结果去修正(xizhng)检定系数的指标,第十七页，共二十四页。,2.4 基于 样本/总体抽样(chu yn)检验原理 评估桥梁群整体状况,1 区域内桥梁群数量大与养护管理资源有限的矛盾2 分类别、分区域对桥梁群进行归类，建立各类别的桥梁群的抽查特性函数（OC函数）确定接收
10、概率L（P）P为不合格率 考虑因素：结构型式 材料组成 服役年限 病害状况 功能 位 置 交通流量 荷载等级(dngj)投资规模 修复难度 3 建立针对性强的抽样方案：简单随即抽样；系统抽样；分层抽样；4 意义：用科学的方避免养护的盲目性、提高 监测针对性，实现预防式养护,第十八页，共二十四页。,3 拟解决(jiju)的关键问题,1 区域内桥梁群监测的遴选优化技术(jsh)遴选原则、等级划分、测点优化2 基于承载能力的健康监测数据分析方法 如何保证系数修正的合理性与准确性？3 基于样本/总体的抽样原理来评估桥梁群的整体状况 抽查特性函数、接收概率、抽样方案,第十九页，共二十四页。,4 实施方案
11、（总体(zngt)技术路线）,第二十页，共二十四页。,具体(jt)路线：,（1）开展桥梁结构物监测的遴选原则，通过桥梁调查和等级评定结果，结合养护管理部门需求，制定重要桥梁结构物监测的选择方法与程序。（2）桥梁健康监测数据采集与传输技术研究。在吸收外已有研究成果基础上，通过引进消化关键装备与技术，形成集成创新成果。（3）桥梁结构损伤识别技术研究，结构数据挖掘技术和可靠型方法，通过实桥测试和理论研究，提出针对城市桥梁的损伤识别方法。（4）桥梁结构安全预警技术研究。结合实验室、现场测试，主要通过理论分析，提出桥梁损伤阈值判别模型(mxng)。结合穷阿亮正常使用、安全性和耐久性制定等级标准和方法。,
12、第二十一页，共二十四页。,5 可能(knng)的创新,1 建立桥梁群的监测优化技术2 建立基于承载能力的桥梁监测数据分析方法(fngf)3 建立基于样本/总体的抽样检验桥梁群状况评估方法,第二十二页，共二十四页。,6 进度(jnd)安排与预期成果,2012.1-2011.3 查阅、总结国内外文献，总结目前技术特点；2012.4-2012.12 完成（1）城市桥梁结构监测遴选原则与等级划分方法（2）桥梁监测系统(xtng)设计指标体系（3）数据采集传输与系统集成；（4）桥梁损伤识别、状态评估与安全预警技术研究 2013.01-2013.6 完成不少于1座实际桥梁的监测示范与数据分析及安全评估；2
13、013.7-2013.11 整理、总结研究成果，撰写博士学位论文，申请答辩。,发表与录用学术论文至少5篇，其中(qzhng)至少1篇发表在EI刊源上。完成软件著作权、专利至少各1项。,第二十三页，共二十四页。,内容(nirng)总结,区域性桥梁群健康监测与安全预警。1999-2009年我国共垮塌大桥30多座，而且都是近30年内建成的。如何在辖区众多桥梁中挑选出应该监测的桥梁。2.4 研究基于总体/样本的抽样检验原理来评估桥梁群状况。用监测数据的分析结果去修正检定系数的指标。在吸收外已有研究成果基础上，通过引进消化关键装备与技术，形成集成创新成果。结合实验室、现场测试，主要通过理论分析，提出桥梁损伤(snshng)阈值判别模型,第二十四页，共二十四页。,
