本文選題：吊索　切入點(diǎn)：模型試驗(yàn)　出處：《昆明理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：吊索在運(yùn)營期間的安全是懸索橋結(jié)構(gòu)安全的最重要條件之一。相對于懸索橋的建造速度和規(guī)模,對吊索損傷的研究還相對滯后,至今還沒有形成系統(tǒng)針對吊索損傷機(jī)理分析、損傷識別、及安全性能評估的研究方法。本文主要是以吊索損傷和損傷后吊索的安全性為研究對象,圍繞吊索的損傷識別和吊索退化模型及安全性分析展開討論,采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃头抡娣治鱿嘟Y(jié)合的研究方法,對吊索損傷后引起的懸索橋靜動力特性的影響進(jìn)行了研究,利用有限元軟件對吊索的損傷識別進(jìn)行了仿真分析,創(chuàng)建了吊索的退化模型并對損傷后的吊索進(jìn)行了安全性能評估。為了完成上述任務(wù),擬進(jìn)行一下幾方面的研究：1.為了更加準(zhǔn)確的進(jìn)行損傷識別研究,需要一個比較精確的有限元模型,因此,本文對懸索橋有限元模型的修正進(jìn)行了研究。通過結(jié)構(gòu)參數(shù)靈敏度的不同,選擇了不同的修正參數(shù),采用優(yōu)化算法對有限元模型進(jìn)行了多次修正。將修正后的模型與實(shí)橋模型的參數(shù)進(jìn)行比較,證明了懸索橋有限元模型修正過的可行性。修正后的有限元模型能夠更加精準(zhǔn)的反映模型橋的動靜力響應(yīng),能更好的為結(jié)構(gòu)損傷識別服務(wù)。2.通過對吊索損傷前后懸索橋結(jié)構(gòu)振動模態(tài)的分析,開展了基于吊索動力特性指標(biāo)——結(jié)構(gòu)頻率和振型的快速識別方法的研究,基于模態(tài)振型Y坐標(biāo)變化率的加權(quán)積的變化來快速判斷吊索的損傷位置以及損傷程度,在理論研究的基礎(chǔ)上采用有限元仿真模擬驗(yàn)證了損傷識別方法的可靠性。3.以馬鞍山左汊懸索橋?yàn)楣こ虒?shí)例,根據(jù)模型的相似理論創(chuàng)建了縮尺比例為1：80的懸索橋?qū)嶒?yàn)室模型。并在建好的實(shí)驗(yàn)室模型上進(jìn)行了相應(yīng)的靜力試驗(yàn)和振動試驗(yàn),測試了不同工況下實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膭屿o力響應(yīng),并與有限元軟件和實(shí)橋測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,驗(yàn)證了模型試驗(yàn)的有效性,為橋梁的損傷識別以及橋梁的健康監(jiān)測打好了基礎(chǔ)。4.首先研究了吊索退化的四個階段退化機(jī)理,與退化時間計(jì)算公式,并將退化程度與抗力折減系數(shù)建立理論關(guān)系,然后討論了考慮丹尼爾效應(yīng)的吊索斷絲后的安全性分析方法,最后以馬鞍山大橋左汊主橋的吊索為算例,進(jìn)行了吊索退化時間的理論計(jì)算及吊索退化后的安全性計(jì)算。該方法是純理論計(jì)算,與實(shí)際工程數(shù)據(jù)有一定誤差,如果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合,進(jìn)行參數(shù)修正后使用,便可大大提高預(yù)防性養(yǎng)護(hù)策略的科學(xué)性。
[Abstract]:The safety of sling is one of the most important conditions for structural safety of suspension bridge.Compared with the construction speed and scale of the suspension bridge, the research on the sling damage is still relatively lagging behind. So far, there is no systematic research method to analyze the damage mechanism, identify the damage, and evaluate the safety performance of the suspension bridge.In this paper, the damage of sling and the safety of sling after damage are studied. The damage identification, degradation model and safety analysis of sling are discussed, and the experimental model is combined with simulation analysis.The influence of the static and dynamic characteristics of the suspension bridge caused by the slings damage is studied. The damage identification of the sling is simulated and analyzed by using finite element software. The degradation model of the sling is established and the safety performance of the damaged sling is evaluated.In order to accomplish the above task, I would like to carry out a few aspects of research: 1.In order to study damage identification more accurately, a more accurate finite element model is needed. Therefore, the modification of the finite element model of suspension bridge is studied in this paper.According to the different sensitivity of structural parameters, different modified parameters are selected, and the finite element model is modified many times by optimization algorithm.The parameters of the modified model and the real bridge model are compared, and the feasibility of the modified finite element model of the suspension bridge is proved.The modified finite element model can more accurately reflect the dynamic and dynamic response of the model bridge, and can better serve for structural damage identification.By analyzing the vibration modes of the suspension bridge before and after the sling damage, the fast identification method of the structure frequency and vibration mode based on the dynamic characteristic index of the sling is studied.Taking the left branch suspension bridge in Ma'anshan as an engineering example, a laboratory model of suspension bridge with a scale of 1:80 is established according to the similarity theory of the model.The static test and vibration test were carried out on the established laboratory model. The dynamic and dynamic responses of the model under different working conditions were tested, and the results were compared with the finite element software and the real bridge test data.The validity of the model test is verified and the foundation for bridge damage identification and health monitoring is established.Firstly, the degradation mechanism of four stages of sling degradation is studied, and the formula of degradation time is calculated, and the theoretical relation between degradation degree and resistance reduction coefficient is established, and then the safety analysis method of sling after wire breaking considering Daniel effect is discussed.Finally, taking the sling of the left branch main bridge of Ma'anshan Bridge as an example, the theoretical calculation of the degradation time of the slings and the calculation of the safety of the sling after degradation are carried out.The method is purely theoretical and has some errors with the actual engineering data. If the method is combined with the actual monitoring data and used after parameter modification, the scientific nature of preventive maintenance strategy can be greatly improved.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U448.25

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本文編號：1730715