【摘要】：橋梁是交通運(yùn)輸?shù)臉屑~和命脈,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。然而,橋梁在服役年限內(nèi)受各種因素的影響,將出現(xiàn)不同程度的損傷和劣化等病害問(wèn)題。在眾多橋梁損傷識(shí)別方法中,基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的損傷識(shí)別方法是表征結(jié)構(gòu)整體狀態(tài)最好的宏觀標(biāo)識(shí)量。以往研究表明,利用現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法,能夠很好地評(píng)估剛架橋的健全性。目前,利用這種方法對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土(Pre-stressed concrete,簡(jiǎn)稱PC)橋梁健全性評(píng)估的研究還比較少。本文采用現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)定PC連續(xù)梁橋的動(dòng)力特性。在動(dòng)載試驗(yàn)中,采用42個(gè)高靈敏度伺服式加速度計(jì)和無(wú)線局域網(wǎng)振動(dòng)系統(tǒng)測(cè)定橋梁的振動(dòng)加速度,試驗(yàn)在封閉交通的環(huán)境下進(jìn)行。同時(shí),對(duì)該P(yáng)C橋梁進(jìn)行數(shù)值分析。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法,基于頻率變化和振型變化對(duì)PC橋梁進(jìn)行損傷識(shí)別,進(jìn)而對(duì)該橋梁健全性進(jìn)行評(píng)估,同時(shí)為同類型橋梁健全性評(píng)估提供參考。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)采用環(huán)境激勵(lì)振動(dòng)試驗(yàn)對(duì)PC連續(xù)橋梁動(dòng)力特性進(jìn)行測(cè)試。研究表明:環(huán)境激勵(lì)下振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)軌驕y(cè)得橋梁的自振頻率和振動(dòng)模態(tài);2)本文中對(duì)比了橋梁現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)所測(cè)得振型和有限元數(shù)值分析所得振型,通過(guò)對(duì)比則可知:利用大型車輛通行的激振方式對(duì)PC橋梁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn),只在很小的范圍內(nèi)準(zhǔn)確反應(yīng)橋梁動(dòng)力特性;3)對(duì)比了動(dòng)載試驗(yàn)和數(shù)值分析自振頻率,動(dòng)載試驗(yàn)所測(cè)得的頻率與有限元分析所得頻率有一定的差異,可能是由于有限元分析時(shí)將鋼筋、鋼絞線進(jìn)行簡(jiǎn)化及支撐條件的影響;4)對(duì)比了橋梁建設(shè)初期和使用50年后橋梁自振頻率。該橋梁結(jié)構(gòu)在使用50年后,自振頻率降低。在很大程度上是由于增設(shè)人行道的影響;橋梁使用過(guò)程中材料劣化則影響次之;最后,橋梁建設(shè)初期振動(dòng)試驗(yàn)的測(cè)量精度也有一定程度的影響。
[Abstract]:Bridge is the hub and lifeline of transportation and plays a vital role in the development of social economy. However, due to the influence of various factors during the service life of the bridge, the damage and deterioration will occur in varying degrees. Among the many damage identification methods for bridges, the damage identification method based on the dynamic characteristics of structures is the best macro marker to characterize the overall state of the structure. Previous studies have shown that the method of field dynamic load test and numerical analysis can be used to evaluate the soundness of rigid frame bridge. At present, there are few researches on the evaluation of the bridge health of prestressed concrete (Pre-stressed concrete,) bridge with this method. In this paper, the dynamic characteristics of PC continuous beam bridge are measured by field dynamic load test. In the dynamic load test, 42 high sensitivity servo accelerometers and WLAN vibration system are used to measure the vibration acceleration of the bridge. The test is carried out in the closed traffic environment. At the same time, the PC bridge is numerically analyzed. Through the combination of field dynamic load test and numerical analysis, the damage identification of PC bridge based on frequency change and mode change is carried out, and then the bridge's health is evaluated, and the reference is provided for the same type of bridge's soundness assessment at the same time. The main research contents are as follows: (1) the dynamic characteristics of PC continuous bridge are measured by ambient vibration test. The results show that the natural vibration frequency and vibration mode of the bridge can be measured by the vibration test under environmental excitation. In this paper, the vibration modes obtained from the field dynamic load test of the bridge are compared with those obtained by the finite element numerical analysis. By comparison, it can be seen that the field dynamic load test of PC bridge is carried out by using the excitation mode of large vehicle passing, and the dynamic characteristics of the bridge are accurately reflected in a very small range. (3) the dynamic load test and the numerical analysis of the natural vibration frequency are compared. The frequency measured by the dynamic load test is different from the frequency obtained by the finite element analysis, which may be due to the reinforcement bar being used in the finite element analysis. Comparison of the natural vibration frequencies between the initial construction of the bridge and 50 years after use. The natural vibration frequency of the bridge structure decreases after 50 years of service. To a large extent, it is due to the influence of the addition of sidewalks; the deterioration of materials in the process of bridge use is the second; finally, the measurement accuracy of vibration test in the initial stage of bridge construction is also affected to a certain extent.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U446

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本文編號(hào)：2257622