桥梁动载检测及其设备研究

发布时间：2017-09-05 10:28

  本文关键词：桥梁动载检测及其设备研究

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【摘要】：随着近年来桥梁倒塌的事故增加,桥梁检测得到了国家的重视,其中动载检测又是桥梁检测中的一个重要部分。所以对桥梁动载检测及其设备的研究,能够为桥梁检测技术的发展提供了很高的实际价值。本论文主要是以桥梁动载检测及其设备为研究对象,对桥梁动载检测目的,作用,检测项目和方法进行了研究。对桥梁动载试验参数进行了分析,其中对典型两种桥梁挠度进行了研究,建立简单的力学模型,推导出梁的挠曲线方程,利用此公式可以计算出理论上挠度值,提出了对挠度测量的要求。对简支梁自由振动和车辆匀变速通过桥梁时,桥梁结构的自振特性参数进行了研究,给出梁的各阶自振频率理论上的计算公式和振型函数。对采用不同的激振方法实际测得的阻尼比和自振频率如何计算进行了研究和分析。对冲击系数的计算进行了研究,给出了冲击系数的计算公式。本文着重研究了一种桥梁动载检测设备,对其结构进行了研究,给出了该设备的工作原理和三角支架的可行性分析。该设备主要是由主机,三角支架和靶标组成,为了实现自动测量动挠度的功能,在主机上安装的驱动装置,转动平台,控制装置,传动装置,控制器和光电检测器件等辅助部件。靶标主要是由无线遥控器,电源装置,可调整支座,定位led靶标系统和遥控平移工作台等组成。采用Pro/E软件对三角支架进行了实体建模,利用ANSYS Workbench软件对三角支架进行了静力学仿真,分析三角支架强度和刚度满足主机的要求。对现场动载检测数据处理和测量软件进行了研究和分析。利用该设备进行了现场动载验证试验,通过对不同的项目进行了测试,根据测得实际动挠度数据以及后续的处理,得出不同工况下桥梁结构的自振频率在其设计范围内,冲击系数满足规范值,验证了该设备的合理性和可行性。该设备能够适用于大多数桥梁动挠度的测量,可以实现了远距离的测量,携带方面,测量精度比较高。该设备能够计算出控制截面最大的动挠度和最小动挠度,冲击系数和自振频率。
【关键词】：桥梁动载检测 参数分析 结构设计 静力学分析 现场动载验证试验
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景及意义9-11
• 1.2 桥梁动载检测及其设备的研究发展现状11-14
• 1.2.1 国外桥梁动载检测及其设备研究发展现状12-13
• 1.2.2 国内桥梁动载检测及其设备发展现状13-14
• 1.3 桥梁动载检测发展前景14
• 1.4 论文研究的目的及内容14-16
• 1.4.1 研究目的14-15
• 1.4.2 研究的主要内容15-16
• 第二章 桥梁动载检测理论基础16-24
• 2.1 桥梁动载检测的概述16-18
• 2.2 桥梁动载检测的作用18-20
• 2.2.1 测定桥梁动力特性和模态参数18-19
• 2.2.2 评定现有桥梁的运营等级19
• 2.2.3 桥梁健康监测与状态评估19
• 2.2.4 抗风试验与疲劳试验19-20
• 2.3 桥梁动载检测项目及方法20-23
• 2.3.1 动载检测项目20-21
• 2.3.2 桥梁结构动力性能的评价分析21-22
• 2.3.3 动载检测基本方法22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 桥梁动载检测参数分析24-43
• 3.1 挠度参数分析24-32
• 3.1.1 挠度的概述24-25
• 3.1.2 典型桥梁结构挠度分析25-32
• 3.1.3 桥梁挠度测量要求32
• 3.2 桥梁结构自振特性参数分析32-39
• 3.2.1 简支梁自由振动的自振特性分析32-33
• 3.2.2 车辆匀变速通过简支式桥梁时，，桥梁结构自振特性分析33-39
• 3.3 对不同方法实际测得桥梁结构自振频率和阻尼比参数进行分析39-42
• 3.3.1 采用自振法实际测得桥梁结构自振频率和阻尼比参数分析39-41
• 3.3.2 采用共振法实际测得桥梁结构自振频率和阻尼比参数分析41-42
• 3.4 冲击系数参数分析42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 桥梁动载检测设备的研究43-54
• 4.1 开发桥梁动载检测设备背景43
• 4.2 桥梁动载检测设备的功能要求43-44
• 4.3 桥梁动载检测设备总体开发44-47
• 4.4 桥梁动载检测设备工作原理47-48
• 4.4.1 采用光电成像原理47
• 4.4.2 工作原理47-48
• 4.5 三角支架有限元分析48-51
• 4.6 数据处理分析以及测量软件51-53
• 4.6.1 动载检测数据处理分析51-52
• 4.6.2 测量软件52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 第五章 动载验证试验54-69
• 5.1 桥梁结构的固有频率和振型54-59
• 5.1.1 工程概况和桥梁结构的建模54-56
• 5.1.2 有限元进行计算桥梁结构固有频率56-59
• 5.2 动载试验加载方法、控制截面59-61
• 5.2.1 动载试验加载方法59-60
• 5.2.2 动载试验控制截面60-61
• 5.3 测试项目61
• 5.3.1 跑车试验61
• 5.3.2 制动试验61
• 5.3.3 跳车试验61
• 5.4 动载试验数据分析61-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-70
• 总结69
• 展望69-70
• 参考文献70-73
• 附录73-74
• 攻读学位期间取得的研究成果74-75
• 致谢75

【参考文献】

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本文编号：797441