【摘要】：隨著時代的發(fā)展、科技的進步、材料的創(chuàng)新,斜拉橋逐漸向超大跨度方向發(fā)展,并成為大跨度橋梁的首選橋型之一。橋梁結(jié)構(gòu)在長期運營條件及外界環(huán)境影響下,會出現(xiàn)各種各樣損傷,若不及時發(fā)現(xiàn)和處理,將會導致結(jié)構(gòu)的承載能力與耐久性降低甚至破壞,因而對結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)測意義非凡。為建立健康監(jiān)測系統(tǒng),本文開展了以下幾個方面工作:1.參照國內(nèi)外大跨度斜拉橋資料,設計建造一座長6m的斜拉橋物理試驗模型,該模型實現(xiàn)了可拆卸、可替換構(gòu)件等功能,可模擬各種工況,針對性高,經(jīng)濟性好。并以該模型為載體建立結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)。運用有限元軟件ANSYS對該模型進行計算,初步確定了其靜動力學特性,為試驗的進行做了準備。2.模型試驗。運用各種傳感器設備采集各項數(shù)據(jù)。首先進行了主梁恒載與車輛指定點位靜載試驗,與有限元計算結(jié)果進行對比。其次將模型恢復至基準狀態(tài),在模型靜載狀態(tài)下對斜拉索損傷與主梁損傷進行試驗。最后對模型進行車輛移動荷載下無損試驗與斜拉索損傷試驗。3.試驗結(jié)果分析。數(shù)據(jù)表明:斜拉橋結(jié)構(gòu)各項測試數(shù)據(jù)有規(guī)律變化,結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài);從主梁撓度、主梁應變與索力變化率等參數(shù)能夠判斷出結(jié)構(gòu)的損傷,從多項參數(shù)分析比單項參數(shù)分析對損傷位置識別與損傷量識別更精確。本試驗中從固有頻率的改變量難以發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)存在損傷。4.運用Wigner-Ville(WVD)分布交叉項對結(jié)構(gòu)進行損傷識別。借助MATLAB時頻分析工具箱設計MATLAB程序。分別用ANSYS有限元軟件對簡支梁進行損傷模擬,以及對斜拉橋模型進行斜拉索損傷模擬,結(jié)果表明該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對損傷定位,但有待于進一步研究。
[Abstract]:With the development of the times, the progress of science and technology, the innovation of materials, cable-stayed bridges gradually develop to the direction of super-span, and become one of the preferred bridge types of long-span bridges. Under the influence of long-term operation conditions and external environment, there will be a variety of damage to bridge structure. If it is not found and dealt with in time, it will lead to the decrease or even damage of the bearing capacity and durability of the structure, so the real-time monitoring of the structure is of great significance. In order to establish a health monitoring system, this paper carried out the following aspects of work: 1. According to the data of long span cable-stayed bridge at home and abroad, the physical test model of 6 m long cable-stayed bridge is designed and constructed. The model realizes the functions of detachable and replaceable components, can simulate various working conditions, has high pertinence and good economy. The structural health monitoring system was established based on the model. The static and dynamic characteristics of the model are preliminarily determined by using the finite element software ANSYS. Model test. Use various sensor equipment to collect data. The dead load test of main beam and the static load test of vehicle at specified point are first carried out, and the results are compared with the finite element method. Secondly, the model is restored to the reference state, and the damage of the cable and the main beam is tested under the static load of the model. Finally, non-destructive test and cable damage test of the model under moving load are carried out. Analysis of test results. The data show that the test data of cable-stayed bridge vary regularly and the structure is in an elastic working state, and the damage of the structure can be determined from the parameters such as the deflection of the main beam, the change rate of strain and cable force of the main beam, etc. Multiple parameter analysis is more accurate than single parameter analysis in identifying damage location and damage quantity. In this experiment, it is difficult to find the damage of the structure from the change of natural frequency. The Wigner-Ville (WVD) distribution cross term is used to identify the damage of the structure. The MATLAB program is designed with the help of MATLAB time frequency analysis toolbox. ANSYS finite element software is used to simulate the damage of simply supported beam and cable damage to the model of cable-stayed bridge. The results show that the method can locate the damage, but it needs further study.
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U448.27

【參考文獻】

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本文編號：2260310