大跨度斜拉桥温度荷载效应模拟与实测研究

发布时间：2021-04-26 22:55

　　随着我国经济实力的增强,交通运输事业蓬勃发展。跨越江河湖海等自然天险的需要对桥梁跨度提出了更高的要求,斜拉桥因其卓越的跨越能力成为了大跨度桥梁的主选桥型之一。然而,由于钢的比热容较小,大跨度斜拉桥的钢结构主梁在环境温度作用下的升降温幅度较大,产生的温度荷载不容忽视。因此,大跨度斜拉桥温度荷载效应是桥梁工程领域的研究热点之一。本文以苏通大桥为工程背景,围绕大跨度斜拉桥温度荷载效应这一主题,结合结构健康监测系统（SHMS）实测数据,开展了大跨度斜拉桥温度荷载效应模拟与实测研究,研究结论可为大跨度斜拉桥温度荷载效应模拟提供参考。主要研究内容包括:（1）大跨度斜拉桥主梁温度场分布特性实测分析。基于苏通大桥SHMS所采集的扁平钢箱梁长期温度数据,对截面各测点的温度和温差的统计规律进行了分析,研究了钢箱梁截面内的传热规律。通过最小二乘估计和假设检验等方法,对温度和温差的概率密度进行了量化,得出了各测点温度和温差的概率分布模型。从随机过程的角度计算了各测点温度的功率谱密度及空间相干函数,建立了温度谱密度与相干函数的有效模型,为后续的主梁温度场模拟研究奠定了基础。（2）大跨度斜拉桥主梁温度场数值模拟。... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 斜拉桥的发展概况
        1.2.1 斜拉桥的演变过程
        1.2.2 现代斜拉桥的发展
    1.3 大跨度斜拉桥温度场空间分布研究现状
    1.4 温度荷载对桥梁静力效应的影响研究现状
    1.5 温度荷载对桥梁结构动力特性的影响研究现状
        1.5.1 温度荷载对结构模态频率的影响
        1.5.2 模态参数识别研究现状
    1.6 本文工程背景
    1.7 本文主要研究内容
    参考文献
第二章 大跨度斜拉桥主梁温度场分布特性实测分析
    2.1 引言
    2.2 苏通大桥温度传感器布置
    2.3 钢箱梁温度场分析与统计
        2.3.1 钢箱梁多点实测温度对比
        2.3.2 钢箱梁温度概率分布
        2.3.3 钢箱梁多点实测温差对比
        2.3.4 钢箱梁温差概率分布
    2.4 钢箱梁温度场频谱分析与建模
        2.4.1 功率谱密度
        2.4.2 多点相干函数
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 大跨度斜拉桥主梁温度场数值模拟
    3.1 引言
    3.2 谐波合成法
    3.3 Hermite转换法
        3.3.1 单点模拟转换法
        3.3.2 多点模拟转换法
    3.4 钢箱梁温度场模拟
        3.4.1 钢箱梁模拟点的选取
        3.4.2 模拟参数的确定
        3.4.3 模拟结果与实测对比
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 大跨度斜拉桥模态参数识别及温度相关性研究
    4.1 引言
    4.2 苏通大桥振动传感器布置
    4.3 随机减量法简介
    4.4 主梁振动响应及温度相关性分析
        4.4.1 主梁振动响应分析
        4.4.2 振动响应-温度相关性分析
    4.5 桥梁模态参数识别及温度相关性分析
        4.5.1 桥梁模态参数识别
        4.5.2 模态参数-温度相关性分析
    4.6 本章小结
    参考文献
第五章 大跨度斜拉桥温度荷载效应模拟及实测验证
    5.1 引言
    5.2 苏通大桥有限元建模
        5.2.1 主梁系统
        5.2.2 主塔及桥墩系统
        5.2.3 斜拉索系统
        5.2.4 约束条件
    5.3 温度荷载静力效应及实测验证
        5.3.1 温度荷载效应模拟方法
        5.3.2 空载状态下挠度分析及实测验证
        5.3.3 静载作用下挠度分析及实测验证
        5.3.4 整体升降温下的温度效应分析
    5.4 温度荷载动力效应及实测验证
        5.4.1 结构模态分析方法
        5.4.2 桥梁动力特性分析及实测验证
        5.4.3 一致温度场下桥梁动力特性分析
        5.4.4 考虑温差影响的桥梁动力特性分析
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 结论与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 研究工作展望
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]环境温度对圆拱形钢结构模态频率的影响研究[J]. 刘哲,丁阳,宗亮.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(02)
[2]温度对斜拉桥跨中竖向位移的作用机理研究[J]. 周毅,孙利民,谢谟文.  工程力学. 2018(08)
[3]基于压重块型TMD的大跨度斜拉桥减震控制[J]. 王浩,邹仲钦,茅建校,陶天友.  振动工程学报. 2018(03)
[4]基于实测数据的润扬大桥悬索桥全寿命评估随机温度场模拟[J]. 周广东,李爱群,丁幼亮,王高新.  东南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[5]基于现场监测数据的润扬大桥斜拉桥钢箱梁温度场全寿命模拟方法[J]. 丁幼亮,王高新,周广东,李爱群.  土木工程学报. 2013(05)
[6]基于长期实测数据的大跨悬索桥扁平钢箱梁温差特性研究[J]. 周广东,丁幼亮,李爱群,王高新.  土木工程学报. 2012(05)
[7]基于长期监测数据的大跨桥梁结构伸缩缝损伤识别[J]. 邓扬,李爱群,丁幼亮,孙鹏.  东南大学学报(自然科学版). 2011(02)
[8]东营黄河刚构-连续梁桥长期监测的温度分布规律分析[J]. 王蕾,赵雪峰,欧进萍.  防灾减灾工程学报. 2010(S1)
[9]基于统计分析的混凝土箱梁温差标准值研究[J]. 叶见曙,雷笑,王毅.  公路交通科技. 2009(11)
[10]大跨悬索桥梁端位移与温度的相关性研究及其应用[J]. 邓扬,李爱群,丁幼亮.  公路交通科技. 2009(05)

硕士论文
[1]大跨度悬索桥温度效应研究[D]. 芦杰.长安大学 2008



本文编号：3162269