下承式拱桥频率的温度影响机理研究

发布时间：2025-02-09 11:06

　　运营状态下,桥梁始终受到风荷载、交通荷载、温度作用、湿度等因素的影响,长期作用下会使其产生结构性能变化,能够构成人员伤亡和财产损失。下承式拱桥结构上的复杂会导致动力特性复杂化,温度影响在运营状况下会造成监测数据的不确定性,使得健康监测系统收集的数据提取的识别指标对于结构性能变化不够敏感,无法准确识别结构的健康状态。为了去除环境温度的影响,准确识别下承式拱桥结构的动力特性,研究温度对下承式拱桥频率的影响机理有很重要的意义。通过引入等效多跨弹性支撑梁理论模型,推导得到拱肋和桥面板-主梁体系的频率公式进行理论推导研究,建立频率变化与温度变化导致的桥梁形状、弹性模量、边界条件以及桥梁内力的变化的映射关系。基于加速度、应变、位移、温度等监测数据分析了温度通过改变弹性模量、边界条件、产生桥梁内力等多方式耦合作用下北大桥模态频率与温度相关关系模式的形成机理。建立北大桥ANSYS有限元模型施加基于监测数据的日间温度和年度温度,量化分析各影响方式对于北大桥各阶模态的影响,通过与实测频率变化对比分析得出北大桥频率受温度影响机理。针对一座连续监测了5年的拱桥,利用基于遗传算法的BP神经网络方法建立温度与拱桥频...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究的目的和意义
    1.3 国内外在该方向研究现状及分析
        1.3.1 温度影响桥梁动力参数研究现状
        1.3.2 温度影响桥梁结构动力参数机理研究现状
        1.3.3 BP神经网络结构健康监测应用研究现状
    1.4 北大桥及其健康监测系统概况
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 下承式拱桥频率温度影响理论研究
    2.1 引言
    2.2 温度变化导致的弹性模量和桥梁形状改变的影响
    2.3 温度变化导致的边界条件改变的影响
        2.3.1 边界条件的设定
        2.3.2 温度变化导致的吊杆刚度改变的影响
        2.3.3 温度变化导致的支座刚度改变的影响
    2.4 温度变化导致的桥梁内力改变的影响
    2.5 本章小结
第3章 下承式拱桥频率温度影响监测数据研究
    3.1 引言
    3.2 下承式拱桥温度与频率的相关关系
        3.2.1 北大桥温度变化规律
        3.2.2 北大桥频率与温度相关性模式
    3.3 温度变化导致的弹性模量改变的影响
    3.4 温度变化导致的边界条件改变的影响
        3.4.1 温度变化导致的吊杆刚度改变的影响
        3.4.2 温度变化导致的支座刚度改变的影响
    3.5 温度变化导致的桥梁内力改变的影响
    3.6 多因素耦合作用的北大桥频率温度影响机理
    3.7 本章小结
第4章 下承式拱桥频率温度影响数值模拟研究
    4.1 引言
    4.2 温度变化导致的弹性模量改变的影响
    4.3 温度变化导致的桥梁形状改变的影响
    4.4 温度变化导致的边界条件改变的影响
        4.4.1 温度变化导致的吊杆刚度改变的影响
        4.4.2 温度变化导致的支座刚度改变的影响
    4.5 温度变化导致的桥梁内力改变的影响
    4.6 多因素耦合作用的北大桥频率温度影响机理
    4.7 本章小结
第5章 拱桥频率的温度影响分离研究
    5.1 引言
    5.2 BP神经网络原理
        5.2.1 BP神经网络算法原理
        5.2.2 BP神经网络训练流程
        5.2.3 BP神经网络中重要参数
    5.3 遗传算法原理
    5.4 基于GABP的拱桥频率的温度影响分离研究
        5.4.1 进化代数的选取
        5.4.2 训练数据的选取
        5.4.3 拱桥频率的温度影响分离验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4032128