大跨度异形人行拱桥承载能力评定及可靠度分析

发布时间：2020-05-31 14:24

【摘要】：随着我国交通压力的急速增加,人车矛盾的逐渐突出,人行桥作为一种立体式的、高效的解决方案被广泛应用,而且造型优美的人行桥能为城市的景观增添几分色彩。人行拱桥的造型多变,气势如虹,很适宜于城市大跨度人行桥使用。人行桥关乎到城市密集行人及下穿车辆的安全问题,其结构的安全性、适用性、耐久性是至关重要的,因此,对于建成的大跨度人行桥的承载能力与工作性能应予以重视。本文以一座大跨度异形人行拱桥为工程背景,通过静动载试验、模态参数识别、承载能力评定及正常使用极限状态下的可靠度分析对该桥的实际承载能力与工作性能做出合理判断,为同类工程问题,提供科学、有效的判断方法。通过建立的MIDAS/Civil有限元模型对结构进行分析,根据最不利布载确定控制截面,进行静载试验,分别对拱肋、主梁的挠度与应变进行观测,对吊杆的索力增量进行测试,通过数据分析得到桥梁整体的强度、刚度均满足规范要求,且处于弹性工作状态,桥梁的承载能力满足设计要求。本文建立了结构的ANSYS有限元模型,分析结构的自振频率及振型,通过现场模态测试,由测试软件中的EFDD法进行模态参数识别,并用编制的峰值法与数据驱动随机子空间法的MATLAB程序对测试信号进行识别,通过对比分析得到最可信的模态参数。通过识别出的结构固有频率,采用基于响应面法的有限元模型修正方法对结构的ANSYS有限元模型进行修正,得到符合结构实际情况的修正后模型用于本文第五章的结构可靠度分析。采用ANSYS软件中的PDS技术对人行拱桥进行可靠度分析,得到该人行拱桥在正常使用极限状态下的可靠度满足规范要求。
【图文】：

模型图,结构有限元,模型

表 2-1 人行拱桥设计参数参数名称参数值设计安全等级一级计算跨径 90m拱肋钢箱强度等级 Q345设计荷载人群荷载 3.5KN/m2跨度异形钢箱人行拱桥，采用下承式钢箱混凝土组合系杆拱桥,吊杆间距 5 算跨径 90m，矢高为 21.43m，矢跨比为 1/4.2。主梁采用钢箱梁结构，端部宽 15 10m，梁高 1.2m，桥面纵坡采用 1.5%控制，，引道与两侧规划道路纵坡顺接道横坡 1%。采用有限元分析软件 midas/civil 2015 建立全桥的空间有限元模 6472 个节点，7048 个单元，其中拱肋和桩基承载采用梁单元建立，主桥箱元建立，吊杆采用桁架单元建立，有限元模型如图 2-1 所示。

弯矩包络图,弯矩包络图,拱肋,人群荷载

广州大学硕士学位论文2.3.2 控制截面及试验工况人行拱桥的主要活载为人群荷载，有两种最不利的布载方式，一种为全跨满布人群荷载，另一种为半跨满布人群荷载。试验工况设置由控制截面确定。利用 MIDAS 建立结构模型，以设计人群荷载加载，计算出主拱的内力包络图。在两种最不利布载作用下的主拱弯矩包络图如下图 2-2、2-3所示。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U448.22

【参考文献】