多跨预应力混凝土简支梁铁路桥动力特性研究

发布时间：2017-05-22 09:09

  本文关键词：多跨预应力混凝土简支梁铁路桥动力特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济的不断发展,桥梁的建设数量不断增加,桥梁结构老龄化的问题将成为必须要面对的问题,因此很有必要发展桥梁的维持管理技术。桥梁健康监测技术是桥梁维持管理中最主要的手段,而桥梁健康监测最核心的就是调查和研究桥梁的动力特性。因此,本文以日本北海道北见市无加川桥实际工程结构为研究对象,针对这种多跨预应力混凝土简支梁铁路桥进行了一系列动力特性研究。本文首先研究了应用SHM-H型智能无线加速度传感器在较长距离情况下进行通信的方法,并结合研究目标桥梁的实际情况,设计出合适的传感器分布方案。然后针对北见工业大学地震防灾工学实验室以往桥梁健康监测项目中数据处理的一些问题,编写了SSDPS数据处理软件,该软件在后续实验的数据处理过程中能很好的应用,可提升工作效率60%并大幅降低出错率。设计并进行了秋季桥梁振动实验和冬季桥梁振动实验,成功提取了桥梁的模态频率、阻尼比和振型,并分析和总结了桥梁的动力特性,证实了在各跨桥梁之间存在9cm缝隙的情况下,振动可以在从激励跨桥梁传播到其他无激励跨桥梁上,并且可以粗略的得到振动在桥梁上传播的速度。通过对实验数据进行频域分析,归纳并总结了在全跨桥梁振动实验中各跨桥梁的主要模态情况,并分析了主要模态的分布规律。然后对比分析了秋季和冬季两次桥梁振动实验结果,发现了在冬季对铁路桥进行基于动力学的桥梁健康监测方法时,碎石经过反复融冻形成了类似混凝土结构的碎石冰冻组合结构,使桥梁的抗弯刚度大幅增加,导致桥梁的模态频率增加。最后,针对以上结论应用有限元软件进行了模拟,把握了实验结果的合理性。
【关键词】：结构健康监测 振动实验 动力特性 SHM-H无线智能传感器 多跨铁路桥
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究概况11-12
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究目的和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-16
• 1.3 目前存在且尚需解决的问题16-17
• 1.4 研究内容及技术路线17-19
• 1.4.1 研究内容17-18
• 1.4.2 研究技术路线18-19
• 第2章 监测桥梁和监测系统19-28
• 2.1 监测桥梁简介19-20
• 2.2 监测系统设计20-27
• 2.2.1 监测系统设计分析20-22
• 2.2.2 智能无线3轴加速度传感器系统22-26
• 2.2.3 EL-USB-2 温度传感器和红外热像仪26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 实验方案设计和SSDPS软件开发28-34
• 3.1 引言28-29
• 3.2 实验方案设计29-31
• 3.2.1 单跨桥梁传感器通信实验和分布方案设计29-30
• 3.2.2 全跨桥梁传感器通信实验和分布方案设计30-31
• 3.3 SSDPS软件开发31-33
• 3.4 SSDPS软件对工作效率的提升33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 无加川桥秋季振动实验34-55
• 4.1 引言34
• 4.2 实验概况34-36
• 4.3 振动实验步骤36-41
• 4.3.1 桥体振动测量37-39
• 4.3.2 温度测量39-41
• 4.4 加速度数据解析方法41-43
• 4.4.1 模态识别方法41-42
• 4.4.2 阻尼比识别方法42
• 4.4.3 振型识别方法42-43
• 4.5 秋季无加川桥振动实验结果43-54
• 4.5.1 第一组实验结果和分析43-45
• 4.5.2 第二组实验结果和分析45-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第5章 无加川桥冬季振动实验55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 实验概况55-56
• 5.3 振动实验步骤56-61
• 5.3.1 雪荷载测量57-58
• 5.3.2 桥梁振动测量58-59
• 5.3.3 温度测量59-61
• 5.4 加速度数据解析方法61
• 5.5 冬季无加川桥振动实验结果61-69
• 5.5.1 第一组实验结果和分析61-64
• 5.5.2 第二组实验结果和分析64-69
• 5.6 本章小结69-70
• 第6章 秋冬两季实验结果差异性对比分析和有限元模拟70-85
• 6.1 引言70
• 6.2 第一组实验结果对比分析70-73
• 6.3 第二组实验结果对比分析73-78
• 6.4 有限元模拟78-84
• 6.4.1 单跨桥梁有限元模型78-83
• 6.4.1.1 秋季单跨桥梁模型78-80
• 6.4.1.2 冬季单跨桥梁模型80-83
• 6.4.2 全桥有限元模型83-84
• 6.5 本章小结84-85
• 结论与展望85-87
• 参考文献87-90
• 攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文90-91
• 致谢91

【参考文献】

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