混凝土梁式桥安全监测技术与健康状态评估

本书主要内容包含混凝土梁式桥（简支梁、连续梁、连续刚构桥等）健康监测系统、桥梁评估和评价理论、桥梁监测数据处理及预警方法三大部分。本书结合梁式桥的特点，介绍了桥梁健康系统的传感器布置原则及数据采集与传输，基于概率与非概率可靠度的桥梁结构的承载力分析方法、桥梁安全性评价方法及有关理论，系统阐述了桥梁监测数据预处理及特征提取方法，桥梁分级预警技术体系及其实现策略。本书还介绍了桥梁群健康监测的特点，并针对新的问题提出了决方案，也介绍了适合于小跨径梁式桥短期监测需要突破的关键科学问题和这项技术的未来预期。本书可作为从事桥梁结构检测（监测）领域研究生的参考书籍，同时也可为从事桥梁检测的工程技术人员提供参考。

第1章 桥梁事故与混凝土梁桥常见病害
1.1 我国桥梁事业发展概览
1.2 混凝土梁桥概述
1.2.1 混凝土梁桥发展历程
1.2.2 混凝土梁桥的结构形式
1.2.3 混凝土梁桥的发展趋势
1.3 运营桥梁事故分析
1.3.1 工程事故及风险分析
1.3.2 人为主观原因
1.3.3 自然客观原因
1.3.4 桥梁事故实例
1.4 混凝土T梁桥常见病害
1.4.1 梁体病害
1.4.2 桥面系病害
1.4.3 盖梁及支座病害
1.4.4 桥墩病害
1.5 混凝土箱梁桥常见病害
1.5.1 混凝土开裂
1.5.2 跨中下挠
1.5.3 工程实例
本章参考文献
第2章 桥梁健康监测系统
2.1 桥梁安全监测系统组成
2.1.1 研究概况
2.1.2 桥梁长期健康监测的意义
2.1.3 健康监测系统组成
2.2 传感器及优化布置
2.2.1 传感器介绍
2.2.2 传感器选型原则
2.2.3 监测常用传感器
2.2.4 传感器的优化布置
2.3 数据采集与传输
2.3.1 数据采集子系统
2.3.2 数据传输子系统
2.3.3 数据存储子系统
2.4 混凝土桥梁健康监测系统案例
2.4.1 简支梁桥与小跨径连续梁桥
2.4.2 多跨连续梁桥
2.4.3 连续刚构桥
本章参考文献
第3章 基于概率可靠度的桥梁评估理论
3.1 结构可靠度理论
3.1.1 可靠性与可靠度
3.1.2 可靠度与极限状态
3.1.3 失效概率
3.1.4 可靠指标
3.1.5 既有结构可靠度
3.2 既有桥梁作用效应与结构抗力分析
3.2.1 混凝土的时变特性
3.2.2 钢筋的时变特性
3.2.3 蒙特卡罗方法
3.2.4 桥梁作用效应
3.2.5 桥梁结构抗力
3.2.6 数值算例
3.3 既有桥梁可靠指标计算
3.3.1 实测数据的采集与处理
3.3.2 可靠指标的计算
3.3.3 桥梁安全性的判别
3.4 既有钢筋混凝土梁桥概率可靠度评估实例
3.4.1 评估对象项目概况
3.4.2 桥梁荷载效应分析
3.4.3 桥梁抗力分析
3.4.4 桥梁可靠指标计算
本章参考文献
第4章 基于非概率可靠度的桥梁评估理论
4.1 区间数学和非概率可靠度的基本理论
4.1.1 区间数学的基本理论
4.1.2 非概率可靠度的基本理论
4.2 基于实测数据的区间确定理论依据和方法
4.2.1 偏态曲线
4.2.2 运用MATLAB计算皮尔逊曲线分布的离均系数
4.3 非概率时变可靠度理论及算例
4.3.1 大气环境下在役桥梁的时变可靠理论
4.3.2 简支梁桥的非概率可靠度计算
4.3.3 桥梁的时变非概率可靠度计算及剩余寿命预测
本章参考文献
第5章 桥梁基准有限元模型
5.1 基于施工监控的模型修正
5.1.1 施工阶段主要截面剪力滞效应分析
5.1.2 不同节段预应力张拉后应力不均匀分析
5.1.3 不同荷载作用下正应力分布规律
5.2 基于荷载试验的修正模型
5.2.1 实验的数据分析
5.2.2 冲击效应的简化分析
5.2.3 有限元模型的修正
5.3 混凝土梁桥基准有限元模型建立示例
5.3.1 应力不均匀系数修正
5.3.2 现场测试修正
5.3.3 容重参数修正
5.3.4 修正效果分析
本章参考文献
第6章 监测数据预处理
6.1 温度数据预处理
6.1.1 小波分解
6.1.2 分解层次
6.2 应变数据预处理
6.2.1 异常值的初步诊断和处理
6.2.2 小波分解
6.3 预处理数据的统计分析
6.3.1 应变数据的相关性
6.3.2 温度对应变的影响
6.3.3 位移与应力之间的关系
本章参考文献
第7章 安全预警与承载能力评估方法
7.1 规范对桥梁技术状况的评定分类
7.1.1 桥梁技术状况评定
7.1.2 承载能力评定
7.1.3 桥梁分级预警规律总结
7.1.4 分级预警模型
7.2 基于监测数据的安全阈值选择与计算
7.2.1 计算思路
7.2.2 阈值选择
7.3 桥梁分级评估方法
7.3.1 四类评估方法
7.3.2 分级状态评价
7.3.3 分级评估具体计算
本章参考文献
第8章 桥梁群安全监测技术与短期监测
8.1 桥梁群的主要类型
8.1.1 山区桥梁群
8.1.2 城市桥梁群
8.2 桥梁群安全监测
8.2.1 桥梁群安全监测研究概况
8.2.2 桥梁群监测体系
8.2.3 桥梁群监测分级预警理论体系
8.3 桥梁短期监测新技术介绍
8.3.1 桥梁短期监测研究背景
8.3.2 短期健康监测的优势及工程价值
8.3.3 国内外同类技术的现状及发展趋势
8.3.4 桥梁短期监测主要技术方案与研究展望
本章参考文献
附录 本书所使用的MATLAB代码
附录1 抗力计算代码
附录2 作用效应计算代码
附录3 桥梁抗弯承载力计算代码（实例）
附录4 桥梁弯矩作用效应计算代码（实例）
附录5 桥梁抗剪承载力计算代码（实例）
附录6 桥梁剪力作用效应计算代码（实例）
附录7 中心点法计算代码
附录8 JC法计算代码
附录9 映射变换法计算代码
附录10 实用分析法计算代码