波形钢腹板组合连续梁桥车致振动响应研究

发布时间：2023-02-14 10:16

　　近年来,国内外对波形钢腹板PC组合箱梁的抗弯、抗剪、抗扭、剪切屈曲、界面连接以及疲劳性能等力学性能开展了较为丰富的研究,直接推动了大跨径变截面波形钢腹板组合连续梁桥的工程应用。而随着波形钢腹板PC组合箱梁桥的应用以及跨径的不断增大,其车桥振动与风雨振动将越加突出,其动力特性开始影响并控制设计,因此开展大跨度波形钢腹板组合连续梁桥动力响应分析显然具有十分重要的理论意义和工程实用价值。本文以我国首座波形钢腹板混合连续梁桥——深圳东宝河新安大桥(跨径为88+156+88m)为工程背景,进行波形钢腹板组合连续梁桥的动力特性参数化分析及车桥耦合振动模拟,主要工作包括:(1)对新安大桥进行环境振动试验,并利用峰值拾取法和随机子空间识别法进行实验模态分析;(2)建立新安大桥的初始有限元模型,并以环境振动试验结果为基准,使用椭圆基函数神经网络对该模型进行修正,得到新安大桥基准有限元模型;(3)在上述基准模型的基础上,考察波形钢腹板混合连续梁桥与纯混凝土底板的波形钢腹板连续梁桥在动力特性上的差异,并针对波形钢腹板厚度、桥梁宽跨比等参数进行动力特性参数分析,研究波形钢腹板连续梁桥的动力特性随上述参数的变化...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 大跨度混凝土连续梁桥在我国的发展及存在的部分问题
        1.1.2 波形钢腹板组合连续梁桥的优势
        1.1.3 大跨度波形钢腹板连续梁桥动力响应研究的必要性
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 波形钢腹板组合桥的发展
        1.2.2 波形钢腹板组合桥动力特性研究
        1.2.3 公路桥梁车-桥耦合振动研究
    1.3 存在的主要问题
    1.4 本文主要研究内容
第二章 东宝河新安大桥环境振动试验及参数识别
    2.1 桥梁模态参数识别理论
        2.1.1 模态分析与模态参数识别
        2.1.2 经典的模态参数识别理论
        2.1.3 环境振动模态参数识别方法
    2.2 依托工程概况
    2.3 东宝河新安大桥环境振动试验
        2.3.1 试验目的
        2.3.2 测试位置
        2.3.3 动载仪器设备
        2.3.4 试验荷载
        2.3.5 测试项目
        2.3.6 测点布置
        2.3.7 测站与测点编号
    2.4 实验模态分析
    2.5 本章小结
第三章 基于椭圆基函数神经网络的有限元模型修正方法
    3.1 基于近似模型的模型修正
    3.2 椭圆基函数神经网络近似模型
        3.2.1 一般神经元模型
        3.2.2 椭圆基函数神经网络理论
        3.2.3 EBFNN的优势
        3.2.4 EBFNN模型修正流程
    3.3 新安大桥初始有限元模型的建立
        3.3.1 单元类型和模型各部分间相互作用类型选择
        3.3.2 材料参数
        3.3.3 边界条件
        3.3.4 网格划分
    3.4 实测与初始计算动力特性比较
    3.5 椭圆基函数神经网络近似模型的建立
        3.5.1 响应特征提取
        3.5.2 待修正参数选择
        3.5.3 试验设计(DOE)
        3.5.4 参数显著性检验
        3.5.5 EBF神经网络模型的可视化与验证
        3.5.6 EBF神经网络模型验证
    3.6 模型修正与验证
        3.6.1 最优化方法
        3.6.2 有限元模型修正
        3.6.3 有限元模型验证
    3.7 本章小结
第四章 波形钢腹板组合连续梁桥动力特性参数影响分析
    4.1 中跨混合梁段钢底板对波形钢腹板连续梁桥动力特性的影响
    4.2 钢腹板厚度变化的影响
        4.2.1 全桥波形钢腹板厚度一致变化的影响
        4.2.2 各区域波形钢腹板厚度的影响
    4.3 宽跨比变化的影响
    4.4 主墩高度变化的影响
    4.5 本章小结
第五章 波形钢腹板组合连续梁桥车致振动响应分析
    5.1 汽车荷载的冲击系数
    5.2 汽车行车舒适性评价方法
    5.3 车辆模型
    5.4 路面不平度模型
        5.4.1 路面不平度的功率谱分析模型
        5.4.2 路面谱空间频率范围的确定
        5.4.3 路面不平度模型的生成
    5.5 车桥耦合关系的建立
    5.6 不同车速与路面不平度下的冲击系数与行车舒适度
        5.6.1 车速及路面不平度对冲击系数的影响
        5.6.2 车速及路面不平度对行车舒适性的影响
    5.7 桥梁宽跨比的影响
        5.7.1 桥梁宽跨比对冲击系数的影响
        5.7.2 桥梁宽跨比对行车舒适性的影响
    5.8 主墩高度的影响
        5.8.1 主墩高度对冲击系数的影响
        5.8.2 主墩高度对行车舒适性的影响
    5.9 车辆偏载的影响
        5.9.1 车辆偏载对冲击系数的影响
        5.9.2 车辆偏载对行车舒适性的影响
        5.9.3 车辆偏载对主跨跨中扭转角的影响
    5.10 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
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本文编号：3742428