我國的橋梁建設(shè)在20世紀(jì)90年代進入高潮,當(dāng)時修建的橋梁至今已服役數(shù)十年。如果不能及時對受損的橋梁結(jié)構(gòu)進行檢修,不但行車受到影響,橋梁的使用期也會大大縮短,更嚴(yán)重的甚至?xí)䦟?dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)破壞。柔性系桿拱橋的水平推力完全由柔性系桿負責(zé)平衡,一旦不能平衡水平推力,會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力的巨大變化。通過對京杭運河大橋設(shè)置橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng),計算分析橋梁結(jié)構(gòu)的靜動力響應(yīng),探究柔性系桿拱橋系桿損傷對橋梁結(jié)構(gòu)的影響,分析傳感器的優(yōu)化布置,利用研究手段評估結(jié)構(gòu)的安全性,對柔性系桿拱橋這一橋型提供研究參考。論文首先建立京杭運河橋Midas有限元模型,進行靜動力分析。再簡述柔性系桿的構(gòu)造,分析柔性系桿系桿力損失原因,研究系桿的保護措施。采用JC法進行柔性系桿拱橋構(gòu)件可靠度分析,采用PNET法進行柔性系桿拱橋結(jié)構(gòu)體系可靠度分析,明確不同系桿力損失比例對結(jié)構(gòu)體系安全的影響,并提出系桿力測試方案。然后基于模態(tài)置信準(zhǔn)則,利用逐步消去法進行傳感器優(yōu)化布設(shè),具體闡述京杭運河橋健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)成。最后采用層次分析法和變權(quán)綜合理論,建立柔性系桿拱橋評估模型,研究柔性系桿拱橋狀態(tài)評估方法。 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

京杭運河大橋平面圖

第二章柔性系桿拱橋靜動力行為分析152.1.2有限元模型本次京杭運河橋為工程背景，采用有限元軟件Midas進行柔性系桿拱橋靜動力行為分析。橋梁模型的空間有限元模型如圖2-4所示。為了依照實際施工狀態(tài)，模擬鋼管內(nèi)混凝土的施工過程，將拱肋截面分為鋼管與綴板、綴板內(nèi)混凝土、下管內(nèi)混凝土、上管內(nèi)混凝土四部分。根據(jù)各部分混凝土灌注的先后，分階段進行組合截面的剛度形成。在拱腳處，端橫梁、拱肋和墩柱固結(jié)，橋面為漂浮體系，由端橫梁和吊起的橫梁進行支承。橋面板考慮橋面鋪裝參與實際受力，采用等效剛度法將橋面板和橋面鋪裝結(jié)合考慮。圖2-4京杭運河橋空間有限元模型2.2有限元靜力行為分析2.2.1成橋狀態(tài)靜力有限元分析圖2-5為柔性系桿拱橋的拱肋截面成橋狀態(tài)有限元靜力分析結(jié)果。

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文20圖2-9活載作用下向河一側(cè)墩頂最大水平位移(mm)表2-1活載作用下吊桿系桿索力變化吊桿號123456索力變化(kN)523.1471.9454.7443.6435.8430.4吊桿號78索力變化(kN)427.0425.4系桿號123456索力變化(kN)51.652.330.230.952.553.2由圖2-7~圖2-9及表2-1可以看出，在移動荷載作用下，拱肋內(nèi)力、撓度值在1/4拱肋到3/4拱肋之間變化敏感，其余部位相對較��；吊桿索力變化幅度較大，系桿索力變化較小，活載作用下系桿力變化百分比為2.3%左右。2.3動力特性分析結(jié)構(gòu)在動荷載作用下的響應(yīng)規(guī)律與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度分布和能量耗散有關(guān)[33]。結(jié)構(gòu)的動力特性包括結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型和阻尼等．對橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性分析是進行橋梁振動分析的基礎(chǔ)，在橋梁的健康監(jiān)測中，動力特性也是對橋梁健康狀況進行評估的重要參數(shù)[34][35]。本次建立拱橋模型空間動力有限元模型并對其自振特性進行了理論分析，表2-2給出了拱橋模型的前六階振型，振型曲線如圖2-10所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于MAC準(zhǔn)則的模擬退火算法傳感器優(yōu)化布置研究[J]. 高榮雄,高榮,王麗瓊.  中國市政工程. 2014(05)
[2]湖北鄖縣漢江二橋柔性系桿設(shè)計[J]. 謝三鴻,秦清波,周濤.  人民長江. 2011(20)
[3]基于有效獨立法的傳感器優(yōu)化布置[J]. 何云,余文柏.  工程建設(shè)與設(shè)計. 2011(08)
[4]基于健康監(jiān)測的連續(xù)剛構(gòu)橋有限元模型確認（Ⅰ）——基于響應(yīng)面法的有限元模型修正[J]. 宗周紅,高銘霖,夏樟華.  土木工程學(xué)報. 2011(02)
[5]一種改進的混凝土橋梁耐久性評估模型[J]. 金偉良,王曉舟.  土木工程學(xué)報. 2009(08)
[6]光纖光柵傳感在橋梁工程中的應(yīng)用[J]. 羅映祥.  重慶三峽學(xué)院學(xué)報. 2009(03)
[7]基于撓度及索力監(jiān)測的斜拉索損傷敏感性分析[J]. 梁柱,李娜,鄭春,劉曉東.  公路. 2009(03)
[8]土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究進展綜述[J]. 周奎,王琦,劉衛(wèi)東,張簡.  工業(yè)建筑. 2009(03)
[9]橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的若干問題[J]. 趙文秀.  世界橋梁. 2008(04)
[10]橋梁索力測量方法與發(fā)展趨勢[J]. 姜建山,唐德東,周建庭.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(03)

博士論文
[1]基于動力測試的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別及性能評定理論與應(yīng)用研究[D]. 施洲.西南交通大學(xué) 2007
[2]復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)綜合監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)研究[D]. 吳小平.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋狀態(tài)評估系統(tǒng)的研究[D]. 伍華成.浙江大學(xué) 2006



本文編號：3345219