【摘要】：襄陽漢江五橋是典型的大跨度連續(xù)剛構(gòu)拱橋,拱肋與箱梁結(jié)合部位構(gòu)造復雜。利用成橋荷載試驗結(jié)果對漢江五橋進行有限元模型修正,對于長期健康監(jiān)測具有重要價值。本文以襄陽漢江五橋為工程背景,首先研究分析了其整體有限元模型建立中幾個關(guān)鍵因素的影響,并對拱腳的構(gòu)造復雜部位進行了局部有限元分析。在此基礎(chǔ)上利用成橋荷載試驗結(jié)果和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對初始有限元模型進行修正,重點對拱腳部位的剛域合理尺寸及結(jié)構(gòu)參數(shù)楊氏模量的取值進行了分析研究,最終獲得了合理可靠的有限元模型。以下為本文具體開展的工作:(1)在論文前半部分,主要針對襄陽漢江五橋整體有限元模型的合理成橋狀態(tài)進行了研究。討論了拱肋采用梁單元或板單元、成橋吊桿力優(yōu)化、樁土效應等的影響。并對拱腳有限元模型的局部應力進行了細部的分析,對比ANAYS與MIDAS軟件計算結(jié)果的差異,對可修正因素做出探討,為后期的模型修正奠定基礎(chǔ)。(2)經(jīng)過對襄陽漢江五橋拱腳區(qū)域節(jié)點剛度的分析研究,結(jié)果表明在連續(xù)剛構(gòu)組合體系拱橋中,梁、拱交匯處存在著明顯的剛域效應。如果未將其納入基于荷載試驗的有限元模型修正考慮范圍,將會使結(jié)構(gòu)的荷載校驗系數(shù)產(chǎn)生較大的誤差�，F(xiàn)有的建筑規(guī)范對于剛域的規(guī)定尚不明確,對于連續(xù)剛構(gòu)拱橋的剛域合理長度的確定需要做具體的分析研究。論文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的自適應性學習能力,在有限元模型設(shè)置不同剛域尺寸的情況下,針對有限元模型訓練得到一組較佳的剛域尺寸,按此剛域尺寸修正的有限元模型的計算結(jié)果與靜載試驗實測數(shù)據(jù)比較吻合。(3)考慮剛域效應后多數(shù)測點的撓度校驗系數(shù)提高至0.7~0.8內(nèi),還未得到與工程實際結(jié)構(gòu)高度吻合的有限元模型。作為結(jié)構(gòu)的重要物理參數(shù),楊氏模量的真實值會與規(guī)范設(shè)計值有一定的偏差。由于施工原因、材料老化、外部環(huán)境等影響因素,混凝土、拱肋與預應力束的楊氏模量均需要修正�；陟`敏度考慮,將混凝土、鋼拱肋及預應力束的彈性模量納入模型修正的考慮范圍,與剛域尺寸同時作為可調(diào)結(jié)構(gòu)參數(shù)。將彈性模量作為模型修正的主考慮因素,將剛域長度作為副考慮因素,采用均勻設(shè)計的方法進行參數(shù)組合,利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行訓練,在其中挑選出一組最優(yōu)組合,基于此組最優(yōu)組合參數(shù)的襄陽漢江五橋有限元模型計算的撓度與成橋靜載試驗實測值更加接近,計算的前五階固有頻率與成橋脈動試驗的實測值吻合較好,振型能夠完全對應,表明獲得了最符合襄陽漢江五橋?qū)嶋H結(jié)構(gòu)性能的有限元模型,可作為運營期長期健康監(jiān)測系統(tǒng)的基準有限元模型。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U446

【參考文獻】

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本文編號：2570504