王枥颖:基于桥梁安全交通流引导管理系统的研制与开发

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桥梁结构是一个国家的重要基础设施,伴随着中国科学技术迅猛的发展。它在国民经济中起着越来越重要的作用。众所周知,车辆在桥梁上超载行驶的情况很普遍,车辆的超载导致桥梁承载能力丧失,造成桥梁事故的频繁发生。就目前而言,对车辆超载控制在道路上已经研究甚广,然而,车辆超载控制在桥梁上的研究几近空白。

本文以钢筋混凝土空心板桥梁为研究对象,结合桥梁应力、挠度理论,利用VisualStudio开发平台完成一套交通流规划子系统。同时,利用Midas/civil有限元软件进行模拟不同工况下的桥梁应力、位移极限值得出传感器的预警值,提出一套智慧桥梁监测方案,并基于层次模糊分析法建立相应的桥梁评估子系统方案。研究结果表明:(1)交通流规划子系统的开发能直接通过车辆基本参数获取车辆产生的桥梁应力、挠度,并将其挠度、应力与极限状态下应力、挠度对比后进行规划车辆通行路线,桥梁挠度、应力可以直接通过曲线图展现出来。(2)选取两辆相同载重为36t的车辆进行Midas/civil有限元软件模拟并与规划子系统计算结果分析对比,两者产生的桥梁应力、挠度计算数据基本相似。结果表明桥梁规划子系统具有一定可靠性。(3)基于Midas/civil有限元进行模拟4种不同工况下的桥梁应力、横向位移、纵向位移并对比分析。得出承载能力极限状态下的应力、位移作为传感器的预警值。并从模糊层次分析法的原理出发,建立该桥梁的评估诊断子系统方案。为桥梁监测评估子系统提出理论性指导依据。

基于交通流规划子系统的开发,提前获取车辆荷载对桥梁产生的结构响应,并利用监测子系统布设传感器监测车辆行驶过程中的桥梁结构响应,最后,建立桥梁评估方案对桥梁进行评估诊断,形成一个完整的交通流引导管理系统。为实际工程中保证桥梁安全具有重要的参考意义。

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