梁式结构刚度分布推算方法及其应用研究

发布时间：2018-11-25 12:04

【摘要】：服役年限较长的公路桥梁往往会出现混凝土开裂、钢筋锈蚀、预应力缺损等病害而导致梁体刚度衰减,针对梁体的实际刚度分布状况识别问题,根据材料力学及数值分析相关理论,以梁式结构为例结合位移互等定理推导梁体各区段的实际刚度分布公式。建立三轴车辆与单位荷载在移动过桥时的跨中挠度曲线之间的转换关系,进而凭借三轴车辆低速行驶过桥时采集的跨中挠度时程曲线即可推导梁体实际刚度分布状况,分析全桥病害分布及损伤程度。根据该算法编制配套计算软件,通过桥梁刚度分布识别的算例验证了文中方法的可行性。结果表明,由于损伤原因及程度各不相同,梁体实际刚度分布沿纵向变化较大,不宜采用全梁整体刚度作为桥梁损伤评判标准;文中算法得到的全梁实际刚度分布与实际受损情况吻合良好,该方法可快速、真实、可靠地反映在役桥梁整体损伤状况、锁定损伤范围并估算损伤程度。
[Abstract]:Long service years of highway bridges will often lead to concrete cracking, steel bar corrosion, prestressed defects and other diseases, resulting in the stiffness of the beam attenuation, in view of the actual stiffness distribution of the beam identification problem. According to the theory of material mechanics and numerical analysis, the actual stiffness distribution formula of each section of beam is deduced by taking beam structure as an example and displacement reciprocal theorem. The conversion relationship between the midspan deflection curve of the three-axis vehicle and the unit load during the moving bridge is established, and the actual stiffness distribution of the beam body can be deduced by using the time-history curve of the mid-span deflection collected by the three-axis vehicle when it passes the bridge at low speed. The disease distribution and damage degree of the whole bridge were analyzed. According to the algorithm, the corresponding calculation software is compiled, and the feasibility of the method is verified by an example of bridge stiffness distribution identification. The results show that due to the different causes and degrees of the damage, the actual stiffness distribution of the beam varies greatly along the longitudinal direction, so it is not appropriate to use the overall stiffness of the whole beam as the criterion for judging the damage of the bridge. The actual stiffness distribution of the whole beam obtained by the proposed method is in good agreement with the actual damage. This method can reflect the whole damage condition of the bridge in service quickly, truthfully and reliably, lock the damage range and estimate the damage degree.
【作者单位】： 长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室;陕西省交通厅基本建设工程质量监督站;
【基金】：国家自然科学基金(50908017) 中央高校基本科研业务专项基金(CHD2011JC155)
【分类号】：U441

【参考文献】

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