發(fā)布時間：2018-10-08 17:19

【摘要】：橋梁是交通運輸?shù)臉屑~和命脈,在社會經(jīng)濟發(fā)展中起著至關重要的作用。然而,橋梁在服役年限內受各種因素的影響,將出現(xiàn)不同程度的損傷和劣化等病害問題。在眾多橋梁損傷識別方法中,基于結構動力特性的損傷識別方法是表征結構整體狀態(tài)最好的宏觀標識量。以往研究表明,利用現(xiàn)場動載試驗和數(shù)值分析相結合的方法,能夠很好地評估剛架橋的健全性。目前,利用這種方法對預應力混凝土(Pre-stressed concrete,簡稱PC)橋梁健全性評估的研究還比較少。本文采用現(xiàn)場動載試驗測定PC連續(xù)梁橋的動力特性。在動載試驗中,采用42個高靈敏度伺服式加速度計和無線局域網(wǎng)振動系統(tǒng)測定橋梁的振動加速度,試驗在封閉交通的環(huán)境下進行。同時,對該PC橋梁進行數(shù)值分析。通過現(xiàn)場動載試驗和數(shù)值分析相結合的方法,基于頻率變化和振型變化對PC橋梁進行損傷識別,進而對該橋梁健全性進行評估,同時為同類型橋梁健全性評估提供參考。主要研究內容如下:1)采用環(huán)境激勵振動試驗對PC連續(xù)橋梁動力特性進行測試。研究表明:環(huán)境激勵下振動試驗能夠測得橋梁的自振頻率和振動模態(tài);2)本文中對比了橋梁現(xiàn)場動載試驗所測得振型和有限元數(shù)值分析所得振型,通過對比則可知:利用大型車輛通行的激振方式對PC橋梁進行現(xiàn)場動載試驗,只在很小的范圍內準確反應橋梁動力特性;3)對比了動載試驗和數(shù)值分析自振頻率,動載試驗所測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將鋼筋、鋼絞線進行簡化及支撐條件的影響;4)對比了橋梁建設初期和使用50年后橋梁自振頻率。該橋梁結構在使用50年后,自振頻率降低。在很大程度上是由于增設人行道的影響;橋梁使用過程中材料劣化則影響次之;最后,橋梁建設初期振動試驗的測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.
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U446

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本文編號：2257622