基于中性轴的混凝土梁桥监测方法与指标研究

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.190174

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (12): 62-71.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.190174

基于中性轴的混凝土梁桥监测方法与指标研究

夏烨¹ 王鹏² 雷伟³ 孙利民^1†

1．同济大学土木工程学院桥梁工程系，上海 200092; 2．上海临港经济发展( 集团) 有限公司规划设计管理中心，上海 201306; 3．河北省交通规划设计院，河北石家庄 050011

收稿日期:2019-04-15 修回日期:2019-07-09 出版日期:2019-12-25 发布日期:2019-11-02
通信作者: 孙利民(1963-)，男，博士，教授，主要从事桥梁健康监测与振动控制研究． E-mail:lmsun@tongji.edu.cn
作者简介:夏烨(1983-)，男，博士，副研究员，主要从事桥梁结构健康监测研究． E-mail:yxia@tongji．edu．cn
基金资助:
国家重点研发计划项目( 2017YFC1500605) ; 国家自然科学基金面上项目( 51978508)

Neutral Axis Position-Based Monitoring Method and Indicator for Structural Evaluation of Concrete Girder Bridges

XIA Ye¹ WANG Peng² LEI Wei³ SUN Limin¹

1． Department of Bridge Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China; 2． Planning and Design Management Center， Shanghai Lingang Economic Development ( Group) Co．，Ltd．，Shanghai 201306，China; 3． Hebei Provincial Communications Planning and Design Institute，Shijiazhuang 050011，Hebei，China

Received:2019-04-15 Revised:2019-07-09 Online:2019-12-25 Published:2019-11-02
Contact: 孙利民(1963-)，男，博士，教授，主要从事桥梁健康监测与振动控制研究． E-mail:lmsun@tongji.edu.cn
About author:夏烨(1983-)，男，博士，副研究员，主要从事桥梁结构健康监测研究． E-mail:yxia@tongji．edu．cn
Supported by:
Supported by the National Key Ｒ＆D Program of China( 2017YFC1500605) and the National Natural Science Foundation of China( 51978508)

摘要/Abstract

摘要： 中小跨径桥梁数量多分布广，混凝土梁桥占比极高，其结构安全性和耐久性十分重要．为评估此类桥梁的结构性能和安全储备，提出基于通用结构参数中性轴位置的监测方法，建立相应的指标体系与评估理论框架．基于理论分析与有限元仿真分析，研究加筋混凝土梁在不同预应力下的中性轴指标在弹性、开裂、强化阶段的参数特性和退化规律．在实桥上针对中性轴指标设计健康监测系统，根据大量实测应变响应数据估计中性轴指标并进行统计分析，映射混凝土梁桥的结构行为．结果表明，中性轴指标体系能够有效表征桥梁结构的性能退化和损伤发展，可指导设计与管理养护，具有较好的实用和推广价值．

关键词: 桥梁监测, 中性轴, 中小跨径桥梁, 有限元分析, 监测指标

Abstract: Short and medium span bridges are widely spread and extremely large in number． The safety and dura- bility of concrete beam bridges，as a major portion of all bridge types，are very important． A neutral axis position based monitoring method is proposed，and the corresponding index system and evaluation framework are constructed to evaluate the performance deterioration and safety reservation． Through theoretical and finite element analysis，the parameter characteristics and deterioration law of neutral axis index are investigated regarding various stress state of reinforced concrete beam at different prestressing levels． A structural health monitoring system has been installed and operated in real bridges to evaluate the overall performance of neutral axis index system． Neutral axis index is estimated and statistical analysis is carried out based on the observed response data．Ｒesults show that the neutral axis index system can effectively characterize the degradation and damage development of the structure，and the proposed method can benefit for bridge design and management，thus has potential value for practical populariza- tion．

Key words: bridge monitoring, neutral axis position, short and medium span bridge, finite element analysis, mo-nitoring indicator

夏烨, 王鹏, 雷伟, 等. 基于中性轴的混凝土梁桥监测方法与指标研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2019, 47(12): 62-71.

XIA Ye, WANG Peng, LEI Wei, et al. Neutral Axis Position-Based Monitoring Method and Indicator for Structural Evaluation of Concrete Girder Bridges[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2019, 47(12): 62-71.

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基于中性轴的混凝土梁桥监测方法与指标研究

Neutral Axis Position-Based Monitoring Method and Indicator for Structural Evaluation of Concrete Girder Bridges

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