装配式空心板梁桥横向整体性检测方法研究

发布时间：2019-07-21 07:23

【摘要】：近来年伴随着社会的快速发展,我国的桥梁建设也取得了举世瞩目的成就。而装配式空心板梁桥凭借其结构形式简单、预制方便以及造价较低等优点,成为我国中小跨径桥梁应用最为广泛的结构形式。但调查研究发现,处于服役阶段的空心板桥出现铰缝损伤而导致结构横向整体性破坏的现象极其常见。因此,开展对空心板梁桥横向整体性检测方法的研究具有重要的现实意义和实用价值。铰缝作为空心板梁桥横向连接的主要部件,对于保证结构的横向整体性具有重要作用。因此,本文在对空心板梁桥受力性能的研究以及对铰缝常见病害原因分析的基础上,通过Midas civil建立桥梁有限元模型进行数值仿真试验,提出装配式空心板梁桥横向整体性检测的新方法。具体研究工作如下:(1)采用基于横向分布影响线的方法进行空心板桥横向整体性的检测,并结合实桥检测试验进行方法效果的验证。通过建立空心板桥不同铰缝损伤工况的计算模型,进行横向分布影响线的计算,并与铰缝处于完好状态下的影响线进行对比,发现受损前后的横向分布影响线在铰缝损伤区域呈现交叉现象。因此,可以通过横向分布影响线在铰缝损伤位置处的交叉现象对铰缝损伤进行辨识,从而对其横向整体性做出有效评价。最后采用实桥检测试验,验证了该方法的有效性。(2)对基于横向分布影响线检测方法的有效性进行了讨论,分析该指标对铰缝损伤位置和损伤程度的敏感性以及支座损伤对方法准确性的影响。结果表明该方法具有一定的局限性,对于出现在支座附近的铰缝损伤无法进行准确识别,同时支座损伤也具有一定的干扰作用。(3)区别于传统方法,提出一种基于对称差值影响线的空心板梁桥横向整体性检测新方法。该方法基于影响线理论,采用对称差值思想,分别建立相对位移、相对转角和相对应变的对称差值检测指标,根据对称差值影响线特征进行铰缝损伤的判定。(4)通过对上述三个检测指标的有效性对比和适用性分析得出,三者对于桥梁横向整体性的评估均具有有效性,可以根据测试环境及条件的不同灵活选用。(5)基于对称差值影响线的检测方法可以利用较少的测点获得较大的信息量,摆脱对测点的依赖,经济性较好,而且数据处理相对简单,稳定性高。同时面对实际桥梁结构截面和材料参数的不均匀性,通过差值原理可以避免由于传统检测方法的有限元建模精度不够而造成检测结果不够准确的问题。该方法的提出,对于今后实现在桥梁结构健康监测系统中的应用具有重要意义。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U446

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