延长悬索桥有效寿命的关键是对悬索桥运营后的检测及维修。检测工作是了解大桥目前工作状况的最主要的手段,其结果可以用来对桥梁进行综合评定,为确定桥梁维修方案的提供有利、直接的依据;维修是对检测结果的处理方法。本文以现代悬索桥理论、有限元法、随机振动、振动测试与分析技术为、桥梁维修理论为基础,在总结有关桥梁的检测、维修方法的基础上,对北大桥的检测工作及维修方案进行了研究和设计。具体开展了以下几方面的工作: 1.对大桥进行表观检测,获得大桥现状的第一手资料。 2.对北大桥恒载状态进行测量,并对测量结果进行分析,给出了对大桥恒载下几何状态及受力状态的准确评价,为大桥的维修提供了依据。 3.通过对北大桥的理论分析,在保证荷载试验效果的前提下,确定静力试验的控制荷载和加载工况,将各种工况下结构控制截面的实际变形或者应力同理论计算值进行了比较,计算出结构的校验系数。根据校验系数,确定了该桥实际的承载能力。 4.桥梁结构的振动问题影响因素复杂,仅靠理论分析还不能满足工程应用的要求。为了测定该桥在动荷载作用下的真实情况,分别进行了跑车试验、刹车试验。根据控制断面在上述工况下的时程曲线图,分析确定了该桥的实际的冲击系数,并同前两次实测值及理论设计时根据规范所取的冲击系数进行了比较。其结果为管理、养护部门提出了有利的建议。 5.利用Midas软件建立了北大桥的空间动力有限元模型,并进行了理论上的模态分析,得到了该桥理论上的自振频率与振型。通过对北大桥实桥的脉动测试,分析确定了北大桥实测的模态参数(包括振型、频率)。实测结果与前两次实测值及理论计算结果的对比表明:该桥具有良好的动力性能,动力性能较竣工时基本没有改变。 6.以大桥检测成果为依据,结合专业指导及理论分析的结果,给出了大桥的维修方案:通过与专业企业的探讨及对以往资料的研究,给出了适合于大连北大桥自身情况的主缆防护、杆件防腐的方案;在分析北大桥自身特点的基础上,得出从理论计算的角度来看,大桥山实际状态到目标状态的调整是一个与路径无关的过程。因此,只要确定了吊杆的拉出量,在保证大桥安全的前提下,任何施工过程都是可以达到目标的。这大大降低了施工监控的难度。在此基础上,又提出了交替前进张拉法,在不增加施工难度及工期的基础上,减小了张拉步长,保证大桥各部件在施工过程中安全。