桥梁运营期间质量问题是土木工程中的常见问题,近几十年有越来越多的桥梁坍塌事故发生。为了避免桥梁事故的发生,桥梁的健康监测与状态评估就显得尤为关键。同时,健康监测中传感器合理的布设,以及科学的评估出桥梁健康状态也成为研究者一直致力解决而又尚未很好解决的问题。本文以东塔悬索桥为工程背景,对其开展健康监测及状态评估研究。由于东塔悬索桥地处辽沈,受温度等环境因素影响相对较大,掌握其运营期间的变形和受力情况、对其健康状态进行合理评估,对其保持正常运营、合理管养具有重要意义。同时,研究成果也可为此类悬索桥的评估和管养提供借鉴。本文主要内容:(1)基于Midas Civil有限元软件对东塔悬索桥进行建模分析,施加与成桥荷载试验相同工况,将模拟结果与试验数据进行对比,验证了模型的准确性。并分析了温度、车辆、风等多种荷载工况下,各部件位移、应力、内力变化趋势,以数值变化较大的部位作为主要依据,设计出健康监测中主塔,主梁,主缆,吊杆的传感器布置位置、数量及种类。通过对比温度对各个部件的影响分析,表面体系降温工况对悬索桥各部件的应力、位移影响极大,要远大于体系升温及其他工况的影响,应该着重注意冬季监测。(2)基于层次分析法对此桥的监测方案进一步优化。确定出此类悬索桥各个层级的判断矩阵和层次评价体系。并利用层次分析法中特征值算法对悬索桥的33个监测指标进行确权分析。确定出悬索桥各部位的损伤占比,从所有指标中,分析出传感器主要监测点和桥梁主要管养指标为主梁竖向位移和主缆吊杆的拉力。权重最低的几项指标为主梁上缘湿度和主塔底部应力。为此类桥梁的养护维修、测点合理的布设提供参考。(3)根据层次分析出的评价体系引入模糊数学理论,确定出此类悬索桥模糊综合评价法的方案集、指标集和权重集。利用Midas Civil模拟东塔悬索桥运营期间的温度,车辆工况,通过有限元分析结果和现场实测数据作为主要依据,结合模糊统计法、专家调查问卷法,确定出东塔悬索桥模糊综合评价法方案集对指标集的隶属度函数值。并构建各层级的模糊评价矩阵,最后通过模糊评价矩阵中最大隶属的等级,判断出桥梁的各个监测指标的健康状态等级都为“良好”以上。并通过模糊综合评价法分析出,东塔悬索桥今后的运营中,应该着重关注边跨中部下截面、主跨下截面、塔柱中上部、主塔横梁中部的疲劳损伤情况。