基于索力影响线的斜拉桥和拱桥主梁损伤识别

发布时间：2017-04-01 23:04

  本文关键词：基于索力影响线的斜拉桥和拱桥主梁损伤识别，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：桥梁作为一种重要的基础设施,在工程中得到了广泛的应用。缆索承重桥梁是大跨度桥梁的主要结构形式,但在长期的超负荷运营过程中,其主梁结构难免出现不同程度的损伤,如何对其进行损伤识别,确保桥梁在运营过程中的安全,是目前研究的热点和难点。本文针对缆索承重体系桥梁的结构特点,采用索力影响线的变化作为损伤指标,提出基于索力影响线的损伤识别方法,主要完成了以下几部分的研究工作:1.简述了论文选题的背景和意义,介绍了国内外关于结构损伤识别的研究现状,对比分析了结构动力响应、结构静力响应、模态修正和人工智能等损伤识别方法的优缺点,阐述了当前损伤识别存在的问题。2.将缆索承重体系的桥梁简化为弹簧支座支撑的连续梁桥模型,推导损伤前后弹性支撑反力影响线的解析表达式,支座反力与索力(吊杆力)存在一一对应的关系,从而在理论上证明基于索力影响线识别主梁损伤的可行性,并定性分析损伤状态对索力影响线变化的影响规律。3.建立鹤洞大桥三维空间有限元模型,进行基于索力影响的斜拉桥主梁损伤识别的数值研究,采用降低结构刚度的方法模拟主梁损伤,分析了单处损伤、多处损伤及不同损伤程度等多种工况。研究结果表明:直接采用索力影响线难以识别主梁的损伤,但索力影响线的一阶导数差、二阶导数差能较好的识别主梁的损伤,且索力影响线的二阶导数差对主梁损伤敏感,识别效果较好,不仅能对损伤进行准确定位,还能识别损伤程度。4.采用Midas软件,建立某拱梁组合体系空间有限元模型。进行拱桥主梁及拱肋损伤位置和损伤程度识别的数值研究,研究结果和斜拉桥的研究结果相似,即吊杆力影响线的一阶导数差、二阶导数差对主梁的损伤位置和损伤程度有良好的识别效果。但对于拱肋而言,基于吊杆力影响线的方法难以识别拱肋的损伤。
【关键词】：斜拉桥 拱桥 索力影响线 损伤识别
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题研究的背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展12-17
• 1.2.1 基于结构动力响应的损伤识别方法12-14
• 1.2.2 基于结构静力响应的损伤识别方法14
• 1.2.3 基于模型修正的损伤识别方法14-15
• 1.2.4 基于人工智能的损伤识别方法15-16
• 1.2.5 基于小波分析的损伤识别16-17
• 1.3 当前损伤识别存在的问题及本文出发点17
• 1.4 本文研究内容17-19
• 第二章 基于索力影响线损伤识别方法的原理19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 利用挠度影响线进行损伤识别的原理19-22
• 2.3 利用索力影响线进行损伤识别的原理22-35
• 2.3.1 斜拉桥无损伤时的索力影响线22-28
• 2.3.2 斜拉桥有损伤时的索力影响线28-35
• 2.3.3 损伤前后的斜拉索索力变化35
• 2.4 本章小结35-37
• 第三章 基于索力影响线的斜拉桥主梁损伤识别37-65
• 3.1 引言37-38
• 3.2 斜拉桥有限元模型的建立38-39
• 3.2.1 工程概况38
• 3.2.2 有限元模型的建立38-39
• 3.3 单处损伤算例研究及分析39-51
• 3.3.1 单处损伤不同损伤位置的识别39-47
• 3.3.2 单处损伤不同损伤程度的识别47-51
• 3.4 多处损伤算例研究及分析51-57
• 3.5 参数分析及讨论57-64
• 3.5.1 塔梁刚度比对损伤识别的影响57-58
• 3.5.2 工程实例的介绍58
• 3.5.3 数值仿真模型模拟计算58-64
• 3.6 本章小结64-65
• 第四章 基于吊杆力影响线的拱桥主梁损伤识别65-91
• 4.1 引言65-67
• 4.2 有限元建模67-68
• 4.3 单处损伤算例研究及分析68-82
• 4.3.1 单处损伤不同损伤位置的识别68-77
• 4.3.2 单处损伤不同损伤程度的识别77-82
• 4.4 多处损伤算例研究及分析82-86
• 4.5 对系杆拱桥拱肋的损伤识别86-89
• 4.6 本章小结89-91
• 第五章 结论与展望91-93
• 5.1 结论91-92
• 5.2 展望92-93
• 参考文献93-97
• 致谢97

【参考文献】

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本文编号：281441