本文選題：獨塔自錨式懸索橋　切入點：結(jié)構(gòu)安全影響因素　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：獨塔自錨式懸索橋作為一種新型的橋梁形式,近十幾年在國內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展,由于其結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜,且對該類橋型的監(jiān)測和研究較少,因此本文以南京江心洲大橋為工程背景,對獨塔自錨式懸索橋運營期間的監(jiān)測及狀態(tài)評估進行了較為系統(tǒng)的研究,主要研究工作和成果體現(xiàn)在以下幾個方面：1、自錨式懸索橋結(jié)構(gòu)安全影響因素及監(jiān)測內(nèi)容分析針對自錨式懸索橋自身結(jié)構(gòu)特點,分析了其主要結(jié)構(gòu)部分,包括纜吊體系、主塔結(jié)構(gòu)、加勁梁結(jié)構(gòu)的安全影響因素；在結(jié)構(gòu)安全影響因素分析基礎(chǔ)上,確定自錨式懸索橋安全監(jiān)測內(nèi)容及定期檢測內(nèi)容。2、運營期各監(jiān)測內(nèi)容對應(yīng)監(jiān)測方法研究針對南京江心洲大橋,對靜、動力傳感器測點布設(shè)方法進行了研究。在移動荷載分析的基礎(chǔ)上,考慮荷載最不利組合,確定主纜內(nèi)力、主梁應(yīng)力、主梁豎向位移、主塔塔偏四個指標(biāo)的最大反應(yīng)位置；利用無線加速度傳感器對吊桿面外振動基頻進行測試,探討吊索力計算的影響因素和吊桿內(nèi)力計算方法;通過特征值分析,確定了只對大橋主跨主梁豎向振動模態(tài)進行監(jiān)測的方案,提出了利用Fisher信息矩陣和MAC矩陣的聯(lián)合算法對主梁主跨豎向振動測點進行優(yōu)化的方法。3、運營期獨塔自錨式懸索橋主要構(gòu)件響應(yīng)規(guī)律分析利用階段性監(jiān)測數(shù)據(jù),對主梁應(yīng)變、主梁豎向位移、主纜軸力、吊索力在運營期的響應(yīng)規(guī)律進行了分析,結(jié)果表明：主梁應(yīng)變和周圍環(huán)境溫度成明顯的正相關(guān)；四個季度內(nèi)主梁豎向位移測點變化幅值很小,上下游主梁同一截面變化趨于一致；主纜軸力在四個季度的監(jiān)測中保持平穩(wěn)；吊索力受溫度影響較為明顯,溫度低的季節(jié),吊索力計算結(jié)果誤差較大。4、基于模糊層次分析的綜合狀態(tài)評估方法研究為了更加有效的反映主要評估構(gòu)件的不同影響,引入成對模糊判斷矩陣,并利用模擬求解法求解權(quán)重向量；通過對頂層評價指標(biāo)進行分類,引入量綱為“1”化處理方法,使各指標(biāo)間具有了可比性；引入變加權(quán)系數(shù)概念,考慮了當(dāng)評價指標(biāo)出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷時對整體評估結(jié)果的影響；在以上分析基礎(chǔ)上,建立了考慮主塔、主纜、吊桿、加勁梁、橋塔基礎(chǔ)和附屬設(shè)施影響的江心洲大橋多層次多目標(biāo)綜合評估模型,并實現(xiàn)了變權(quán)模糊層次分析法在江心洲大橋?qū)嶋H狀態(tài)評估中的有效應(yīng)用。
[Abstract]:As a new type of bridge, single-tower self-anchored suspension bridge has been developed rapidly in recent ten years at home and abroad. Therefore, based on the background of Nanjing Jiangxinzhou Bridge, this paper makes a systematic study on monitoring and state evaluation of single-tower self-anchored suspension bridge during operation. The main research work and achievements are reflected in the following aspects: 1. The influence factors and monitoring contents of self-anchored suspension bridge structure are analyzed. According to the structural characteristics of self-anchored suspension bridge, the main structural parts, including cable suspension system, are analyzed. Main tower structure, stiffened beam structure safety influence factors, on the basis of structural safety factors analysis, Determination of self-anchored suspension bridge safety monitoring content and regular detection content. 2. The corresponding monitoring method for each monitoring content in operation period is studied for Nanjing Jiangxinzhou Bridge. Based on the analysis of moving load, considering the most unfavorable combination of loads, the maximum response position of the four indexes of main cable internal force, main beam stress, main beam vertical displacement and main tower deviation is determined. By using wireless acceleration sensor to test the fundamental frequency of out-of-plane vibration of the boom, the factors affecting the calculation of the slings force and the calculation method of the internal force of the suspender are discussed. It is determined that only the vertical vibration modes of the main girder of the bridge should be monitored. The method of optimizing the vertical vibration measuring point of main girder by using the joint algorithm of Fisher information matrix and MAC matrix is put forward. The response law of main component of self-anchored suspension bridge with single tower in operation period is analyzed and the strain of main beam is analyzed by using the monitoring data. The vertical displacement of the main beam, the axial force of the main cable and the force of the sling are analyzed in the operation period. The results show that the strain of the main beam is positively correlated with the ambient temperature, and the amplitude of the measuring point of the vertical displacement of the main beam is very small in four quarters. The variation of the same section of the upper and lower main girder tends to be the same; the axial force of the main cable remains stable during the four quarters of monitoring; the sling force is affected more obviously by the temperature, and the temperature is low in the season, The error of slings force calculation results is large. 4. In order to reflect the different effects of main evaluation components more effectively, the comprehensive state evaluation method based on fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) is introduced into a pair of fuzzy judgment matrix. The weight vector is solved by using the simulation solution method; by classifying the top evaluation index, the dimensionality is introduced as "1", so that the indexes are comparable, and the concept of variable weighting coefficient is introduced. The influence of the evaluation index on the overall evaluation results is considered when there are serious defects in the evaluation index. On the basis of the above analysis, the main tower, main cable, suspender rod, stiffening beam are considered. The multi-level and multi-objective comprehensive evaluation model of Jiangxinzhou Bridge under the influence of tower foundation and ancillary facilities has been developed, and the effective application of variable weight Fuzzy Analytic hierarchy process (FAHP) in the actual state assessment of Jiangxinzhou Bridge has been realized.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U446;U448.25

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本文編號：1644731