基于柔度系数的桥梁快速诊断技术研究

发布时间：2020-12-27 02:22

　　桥梁传统的静载试验检测方法由于技术理论成熟、可靠有效,目前被广泛采用,但存在测试效率低、中断交通、测试费用高等缺点。出现较晚的动态测试方法由于高效方便的测试手段得到了迅速发展,以动力学参数反演桥梁结构静力学性能的研究成为目前桥梁检测的热点。本文提出以模态柔度矩阵的谱范数,即柔度系数为指标,建立起其与静载试验中校验系数的关系,从而达到对桥梁的快速诊断及评估。针对不同结构形式以及不同跨度的桥梁,通过模态分析和静力计算得到不同损伤工况下的频率、振型和挠度数据,从而建立柔度系数与静载校验系数的关系。主要工作与成果如下:1.推导并总结了柔度系数的算法和基于附加质量的质量归一化振型算法,并通过数值计算对比不同附加方式下的质量归一化振型计算结果。2.在桥梁弹性模量降低、横向连接损伤和跨中梁底产生裂缝时,柔度系数均随着损伤程度的增大而增大,因此根据柔度系数的变化能够对桥梁结构进行实时监测。3.将结构损伤后与损伤前柔度系数的比值定义为柔度校验系数,对不同损伤工况下的动、静力参数计算分析,表明柔度校验系数与静载校验系数呈对应关系,静载校验系数可用柔度校验系数代替,从而为桥梁的快速诊断检测提供新的思路。4.... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景以及意义
    1.2 现有桥梁检测方法
    1.3 基于结构动力特性的损伤诊断技术
    1.4 本文研究背景以及国内外研究现状
        1.4.1 基于柔度指标的结构损伤诊断研究现状
        1.4.2 基于动力学参数反演分析桥梁结构静力学性能
    1.5 本文研究的主要内容
第二章 柔度系数基本理论及分析
    2.1 柔度系数的算法
        2.1.1 基于圆频率和质量归一化振型的柔度矩阵计算方法
        2.1.2 基于位移频响函数的柔度矩阵计算方法
        2.1.3 柔度系数的计算
    2.2 质量归一化振型
        2.2.1 基于附加质量的质量归一化因子计算
        2.2.2 基于附加质量的质量归一化振型数值计算
    2.3 本章小结
第三章 损伤类型对柔度系数的影响
    3.1 桥梁结构数值模型
    3.2 弹性模量下降
        3.2.1 16 m空心板桥梁数值计算
        3.2.2 10 m简支T型梁桥数值计算
    3.3 横向连接损伤
        3.3.1 16 m空心板桥梁数值计算
        3.3.2 10 m简支T型梁桥数值计算
    3.4 梁底裂缝
        3.4.1 16 m空心板桥梁数值计算
        3.4.2 10 m简支T型梁桥数值计算
    3.5 本章小结
第四章 柔度系数的影响因素分析
    4.1 振型测线位置的变化
        4.1.1 16 m空心板桥数值计算
        4.1.2 10 m简支T型梁桥数值计算
    4.2 模态阶数的变化
        4.2.1 16 m空心板桥数值计算
        4.2.2 10 m简支T型梁桥数值计算
    4.3 附加荷载的变化
        4.3.1 16 m空心板桥数值计算
        4.3.2 10 m简支T型梁桥数值计算
    4.4 本章小结
第五章 不同跨度不同截面形式下柔度系数的分析
    5.1 不同跨度下柔度校验系数与静载校验系数的分析
        5.1.1 简支T型梁桥
        5.1.2 简支空心板桥
        5.1.3 简支箱型梁桥
    5.2 不同跨度下桥梁结构的柔度系数与抗弯刚度的关系
        5.2.1 简支T型梁桥柔度系数与抗弯刚度分析
        5.2.2 简支空心板桥柔度系数与抗弯刚度分析
        5.2.3 简支箱型梁桥柔度系数与抗弯刚度分析
    5.3 等截面桥柔度系数-抗弯刚度-校验系数之间关系
        5.3.1 简支T型梁桥
        5.3.2 简支空心板桥
        5.3.3 简支箱型梁桥
    5.4 本章小结
第六章 桥梁检测实际应用
    6.1 桥梁概况
    6.2 测试方案
    6.3 测试数据处理
    6.4 有限元模型建立及模型修正
    6.5 结构柔度系数与静载校验系数
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：2940912