公路养护管理科学决策的现状和问题

从1984年引进英国的PMS系统开始,我国公路养护管理系统研究和应用历时40载,虽然多数省份或地区均建立了公路养护管理系统,但仍存在一系列实际问题,例如:养护科学决策应用重量轻效,尚未形成科学决策的完整考核体系;养护科学决策缺乏统一的行业标准、规范,各类决策系统的适用性缺少衡量标准及效果验证;养护资金计划安排存在“头痛医头,脚痛医脚”的现象,投入有限、养护效果差强人意;养护决策主观性强,与检测数据脱节,养护科学决策体系尚未完全建立,科学决策应用覆盖面较低;上下级单位间网络信息沟通不畅,信息报送消耗大,效率不高,养护计划依据不充分;贯彻全寿命周期理念动力不足,主动性不够、能力有限;各类养护管理系统种类繁杂、功能单一、信息割裂、实际应用率低等,这些问题已经成为我国公路养护科学决策发展的主要困扰。为此,建立一套高效的公路养护管理决策体系,提高养护管理的效率和智能化、信息化水平,成为公路养护科学决策发展的重点工作。

东莞北大桥病害分析及加固研究

广深高速公路东莞北大桥现浇桥面板开裂、渗水、塌陷等现象严重,多处发生桥面板穿孔,病害发展趋势迅速,已危及结构使用安全。通过对该桥病害现状的调查分析、原设计理论分析和基于检测结果的理论分析,找到了发生病害的原因,明确了加固设计的思路和控制因素。依据加固设计思路和控制因素,对4个加固方案进行分析研究,选定了7 cm整体化层+4 cm沥青铺装层不增加横隔板的加固方案。

基于应变比的桥梁损伤识别与评估方法

为了研究如何应用桥梁健康监测数据对桥梁关键部位损伤进行识别,从而对桥梁健康状况进行有效评价,解决桥梁结构监测数据分析利用方面存在的实用性不强的问题,通过在结构的测试断面和基准断面分别布设一定数量的应变传感器,采用桥梁应变影响线理论,建立了一种基于应变比的桥梁损伤识别与评估方法。分析了大量车辆荷载作用下桥梁应变响应监测数据,利用测试断面与基准断面对应部位的应变比推演出结构刚度退化矩阵,再利用封闭交通情况下测试车辆产生的荷载效应准确获得应变比矩阵和刚度退化矩阵。为分析对于开放交通条件下难以获得准确应变比矩阵的问题,利用随机信号分析理论及统计技术分析应变比的概率分布规律,发现在交通荷载作用下,一定监测周期内测试断面自身不发生损伤时其应变比众值基本保持不变,证明可根据应变比分布规律的变化对测试断面进行损伤识别。提出了封闭交通情况下测试断面快速损伤识别及开放交通条件下的损伤识别方法。将这一方法推广应用到桥梁健康监测系统中,以青银线济南黄河大桥为例,对该方法的有效性进行了验证。结果表明,该方法效率高,精度好,通用性强,能够实现封闭交通下桥梁损伤快速精准识别与评估和开放交通状态下桥梁损伤定期在线识别。

基于应变能量函数的桥梁损伤识别方法

为了解决传统损伤识别方法在桥梁健康监测方面的不足,借助频响函数法损伤识别的理论基础,建立应变监测数据功率谱密度函数与桥上通行荷载集群的对应关系,进而提出应变能量函数的概念,并提出了应用应变能量函数进行结构损伤识别的理论方法。在大量分析车辆荷载作用下桥梁结构应变响应监测数据的基础上,结合桥梁结构振动理论、信号处理技术以及数据分析理论,对利用应变信号能量函数进行桥梁结构损伤评估进行验证。通过在桥梁关键部位安装一定数量的应变传感器和一套动态称重系统,以固定周期对时段内的各测点的应变能量函数进行求解,利用统计分析技术得到能量函数计算值的概率分布规律,基于监测系统的工作特征,研究制订了在线损伤识别评估的方法和流程。最后以青银线济南黄河大桥为例,采用数值仿真和实测数据对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法效率高,精度好,通用性强,能够实现随机车流下桥梁结构损伤实时在线识别评估。