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1、项目名称：项目名称：复杂环境下桥梁安全性能监控与预警关键技术及其集成示范完成人员：完成人员：丁幼亮 李爱群 王浩 张宇峰 周广东 王晓晶 沈刚 缪长青 刘华 王高新 陶天友完成单位：完成单位：东南大学 江苏省交通科学研究院 交通运输部公路科学研究所 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 河海大学 江苏泰州大桥有限公司项目简介：项目简介：桥梁健康监测系统是保障桥梁结构安全服役的重要手段之一，然而，国内外桥梁健康监测系统大多“重数据采集、轻数据分析”，缺乏通过监测数据准确把握桥梁复杂工作环境和时变工作性能的有效方法和手段，长期阻碍着桥梁健康监测系统的实质性工程应用。本项目围绕“利用海量监测数据进行桥梁安
2、全性能全面长期监控和预警”这一关键问题，历经 10 余年，通过大范围、多部门的产、学、研协同攻关和工程集成示范，形成了以桥梁环境荷载模型辨识与模拟技术、安全性能参数辨识技术、安全性能预警技术及国家级监控平台研发与应用为核心的具有自主知识产权的系统性原创成果，突破了桥梁健康监测系统真正服务于桥梁安全运营的技术瓶颈，取得的原创性成果为：（1）桥梁复杂环境荷载模型辨识及数值模拟技术。建立了桥梁三维温度场复杂统计模式建模的数学方法，解决了慢变荷载作用大随机样本的概率建模难题；提出了桥址区三维风场的全过程演变风谱模型，完善了瞬变荷载作用非平稳特征参数的提取方法；建立了温度、湿度、车辆荷载和风场等耦合作用
3、下桥梁环境荷载场的大时间尺度模拟技术，实现了面向桥梁安全监控与预警的时变环境荷载场数值再现。（2）复杂环境下桥梁结构安全性能参数辨识技术。建立了车辆荷载和强台风作用下基于小波变换的桥梁动力参数辨识方法，成功解决了“强非平稳振动下结构特征提取”这一动态辨识难题；建立了耦合环境荷载场与桥梁动力参数、应变响应和位移响应等的多元映射模型，实现了时变环境荷载影响下桥梁动力性能、承载性能和变形性能参数以及附属设施使用性能参数的准确、高效辨识；提出了多环境因素共同作用下钢桥面板和斜拉索/吊杆疲劳性能参数的概率辨识方法，建立了桥梁关键构件疲劳性能的退化模型。（3）复杂环境下桥梁结构安全性能预警技术。针对运营安
4、全预警和结构安全预警的重大需求，建立了索承桥梁船幢报警和高铁桥梁列车走行性预警方法，复杂环境下桥梁动力性能、承载性能、变形性能和附属设施使用性能劣化的统计模式识别预警方法，以及钢桥面板和斜拉索/吊杆疲劳性能劣化的时变可靠度预警方法，显著提高了复杂环境下桥梁安全性能预警的准确性和系统性；构建了索承桥梁结构多层次安全预警指标体系并编制了预警阈值设定标准，研发了国家级桥梁安全性能监控平台，取得了良好的示范效果。技术经济指标：技术经济指标：成果经江苏省教育厅鉴定：总体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。出版学术专著3部；发表核心期刊论文100篇，其中SCI收录30篇、EI收录80篇。全国优秀博士学位论文提名奖1篇，江苏省优秀博士学位论文1篇，江苏省优秀硕士学位论文2篇。申请国家发明专利23项，已授权16项，软件著作权2项。应用及效益情况：应用及效益情况：研究成果已应用于全国10个省市自治区的20余座大跨公路桥梁或高速铁路桥梁并被广泛推广，标志性的有：京沪高铁南京大胜关长江大桥（世界最大跨度六线高速铁路大桥）、泰州长江公路大桥（世界首座千米级三塔悬索桥）、黄冈公铁两用长江大桥（世界最大跨度公铁两用桥）和杭州之江大桥（国内最大跨度拱形钢塔斜拉桥）等，直接经济效益超1.5亿元。
