第1章绪论
研究背景及意义
大力发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网络，是国民经济迅速发展和经济全球化的需要，同时对促进文化交流、加强民族团结、缩小地区差别、巩固国防等方面，也都有非常重要的意义。道路与桥梁则是使交通运输能够畅通无阻的载体，大型桥梁是生命线工程，其造价高，在交通、社会生活等方面有着重要的意义。
随着世界桥梁工程的新时期一一跨峡谷越江海连岛屿工程的到来，结构轻柔、跨径大的缆索支承体系桥梁备受青睐，在世界范围内广泛修建。然而，由于缆索支承体系桥梁结构本身的复杂性，材料自身的缺陷，设计和施工中的不足，环境侵蚀，以及超载超重等因素，不少在役的缆索支承体系桥梁已出现不同程度的损伤，暴露出使用安全问题，有的运营短短数年便发生灾难性的突发事故。
著名的委内瑞拉的马拉开波湖(Maracaibo桥，建成后16年发现拉索锚固端严重锈蚀，随即耗时两年更换了全桥的384根拉索，耗资巨额资金，但桥梁工程师们预测不久仍需再次换索。原联邦德国建成的科尔布兰特(Kohlbrand Estuary桥，由于腐蚀严重，在桥梁建成后的第二年，就更换了所有的斜拉索，换索费用为原造价的4倍。美国华盛顿州的第一座塔科马海峡(Tacoma Narrows)大桥，由于在远低于设计风速的19m/s(相当于八级大风)风速下发生强烈的风致振动，桥面经历了70min振幅逐渐增加的反对称扭转振动，最后致使桥面断裂坠入峡谷中。
国内从上世纪80年代以来，修建了大量的缆索支承体系桥梁。即使目前出现桥梁垮塌或严重损伤的情况还不多，但也有不少座桥梁因为缆索的腐蚀而提前更换缆索，既影响了交通也浪费了资金，如广州海印大桥、济南黄河公路大桥、自宾小南门桥等。
目前国内桥涵养护规范主要针对中小型桥梁制定，目_缆索支承体系桥梁包含中小型桥梁所不具备的构件类型和损伤类型等;国外桥涵养护规范是根据本国桥梁的材料性质、结构形式和地理环境条件等制定的，并不完全适用于我国桥梁，由此可见，对缆索支承体系桥梁的检测评估技术进行研究，是迫在眉睫的，可为桥梁养护维修提供理论依据，降低桥梁管养成本，提高经济效益。
2缆索支承体系桥梁的发展概述
缆索支承体系桥梁包括悬索桥、斜拉桥，以及斜拉一悬索协作体系桥梁(吊拉组合体系桥)。追溯缆索支承体系桥梁的历史，悬索桥和斜拉桥源自古代，斜拉-悬索协作体系桥梁是国内外学者基于传统的悬索桥和斜拉桥，提出的一种新型缆索支承体系桥梁结构型式。
2. 1悬索桥的发展
世界悬索桥的发展
①古于弋悬索桥
古代悬索桥最早出现在中国。古代悬索桥称之谓竿桥(竹桥)或藤桥，最初以竹索、藤萝作为支承构件。最早的竹桥是举世闻名的都江堰桥，由李冰建造于公元前256-251年据《徐霞客游记·滇游口记》可知，云南龙川的东江藤桥是最早的藤桥。
随着炼铁术在中国的出现，铁索桥也最早出现在中国。根据历史书的记录，在公元前50年，百米来长的铁索桥已在四川建成。徐霞客、法国传教士分别在史书中记载了云贵等地的古代铁索桥，其中1706年建造的四川沪定桥是古代铁索桥的卓越代表。西方比我国晚了近千年才开始建造铁索桥，1734年建造了欧洲的第一座临时性铁索桥，而欧洲的第一座永久性铁索桥，才于1741年修建成
②现代悬索桥
现代悬索桥起源于欧洲，其雏形最早出现在英国，即1801年建成的雅各布(Jacob)桥，该桥采用吊杆悬吊桥面，具备了悬索桥的主要构件。随后，大量的铁链桥在美国和英国出现，其中具有代表性的是美国跨施基尔河的铁索桥和英国的梅来峡悬索桥。继后采用优质锻铁丝代替链条，选用黄铜丝和优质锻铁丝作为主缆的材料，并将弹性、挠度理论应用于悬索桥的计算中，进一步增大了悬索桥的跨径。近代悬索桥的代表作是1883年在纽约建成的布鲁克林(Brooklyn)桥，其主缆采用AS法架设、以镀锌防腐，开始大规模使用气压沉箱法。该桥是现代悬索桥的始祖，其在19世纪建成的悬索桥中，跨度最大，目前使用年数最长
现代悬索桥在国外的发展自布鲁克林桥迄今，大致可划分为二个阶段即20世纪70年代以前的悬索桥(以美国为主)、60-80年代的悬索桥(以欧洲为主)以及70年代以后的悬索桥(以口本为主)。
2.3 斜拉索系统常见病害.......... 30-35
2.3.1 斜拉索护套常见病害.......... 30-31
2.3.2 斜拉索常见病害.......... 31-33
2.3.3 锚具及减震装置.......... 33-35
第3章 大型桥梁电子化人工巡检.......... 35-50
3.1 引言.......... 35-36
3.2 电子化人工巡检系统.......... 36-42
3.2.1 概述.......... 36
3.2.2 设计目的.......... 36-37
3.2.3 设计思路.......... 37-39
3.2.4 模块架构.......... 39-40
3.2.5 数据流程图.......... 40-41
3.2.6 系统工作方式.......... 41-42
3.3 电子化人工巡检系统.......... 42-46
3.3.1 基于主动养护.......... 42-44
3.3.2 基于构件的损.......... 44
3.3.3 建立完整合理.......... 44-45
3.3.4 基于检测和评估.......... 45-46
3.4 电子化人工巡检系统的.......... 46-50
3.4.1 数据管理模块.......... 46-47
3.4.2 巡检管理模块.......... 47-48
3.4.3 评估决策模块.......... 48
3.4.4 报告报表模块.......... 48-50
第4章 基于健康监测数据的.......... 50-58
4.1 概述.......... 50
4.2 评估思路.......... 50-54
4.2.1 评估流程.......... 50-51
4.2.2 安全状况评估模型.......... 51-52
4.2.3 计算方法.......... 52-54
4.3 评估实例.......... 54-58
4.3.1 结构安全.......... 54-56
4.3.2 基于规范的综合技术.......... 56-58
结论
本文主要以某钢箱梁斜拉桥和某钢柑梁悬索桥作为代表，对缆索支承体桥梁的检测评估技术进行研究，研究主要结论如下:
(1)在对国内外多座缆索支承体系桥梁的病害资料进行收集、整理以及分析的基础上，建立了缆索支承体系桥梁主要结构的病害库，包括归纳出各结构的病害类型、对各病害类型进行定义描述，并给出示例图片，为桥梁检测评估提供参考。
(2)以某钢箱梁斜拉桥为背景，将信息化技术引入到桥梁检测中，开发了大型桥梁电子化人工巡检系统，其中引入了先进的养护理念、建立了病害库和完整合理的检测体系，并研制了现场巡检电子化终端，提高了巡检速率，规范了巡检流程，使检测数据可传输、共享、以及与自动化监测数据无缝衔接。
(3)基十变权综合层次分析法，通过研究建立结构安全评估的目标和指标体系，构造评估模型，将多专家意见输入评估模型进行综合，从而得到结构各指标的在整体评估中所占的比重，及确定权重，对单个结构指标进行评分，最后将指标评分和指标权重输入到变权综合模式中进行整体结构的安全评估。通过实桥数据验证，该方法合理，目具有可操作性。