為了獲得精確的橋梁結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算模型,提供健康監(jiān)測(cè)和受力性能再分析的基準(zhǔn)有限元模型,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法進(jìn)行研究,提出以二階多項(xiàng)式與徑向基函數(shù)相結(jié)合的改進(jìn)響應(yīng)面法。將該方法應(yīng)用到一座系桿拱橋的有限元模型修正中,選擇該橋的鋪裝層厚度、拱肋、主梁、橫梁及吊桿的彈性模量和密度作為待修正參數(shù),采用D-最優(yōu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)得到的一系列樣本點(diǎn)進(jìn)行方差分析。以F檢驗(yàn)法篩選出對(duì)各測(cè)點(diǎn)撓度和各階頻率影響顯著的參數(shù),建立改進(jìn)后的響應(yīng)面模型,并計(jì)算出關(guān)于設(shè)計(jì)參數(shù)的響應(yīng)值。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的靜動(dòng)力測(cè)試數(shù)據(jù)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解得到各參數(shù)的最優(yōu)解,代入到初始有限元模型中,完成對(duì)初始有限元模型的修正。結(jié)果表明:各構(gòu)件的彈性模量及其二次項(xiàng)和鋪裝層厚度對(duì)撓度影響高度顯著,一些構(gòu)件的彈性模量和密度對(duì)頻率影響顯著,以顯著性較高的參數(shù)擬合的響應(yīng)面模型具有較高的精度,修正后的有限元模型的計(jì)算值與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的誤差顯著降低。修正后的系桿拱橋有限元模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)更加吻合,可作為基準(zhǔn)有限元模型,對(duì)今后橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)、靜動(dòng)力性能分析、損傷識(shí)別具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。 

【文章來源】：公路交通科技. 2020,37(10)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

黃弓大橋有限元模型

荷載試驗(yàn)中應(yīng)變和撓度測(cè)點(diǎn)布置圖如圖2所示,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)如圖3所示。測(cè)試多組數(shù)據(jù)取平均值并進(jìn)行處理,消除沉降影響,由于殘余應(yīng)變和殘余撓度在合理范圍內(nèi),消除殘余應(yīng)變和殘余撓度,得到各工況下的應(yīng)變和撓度測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。圖3 現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)

圖2 荷載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置示意圖表2 靜載試驗(yàn)應(yīng)變值Tab.2 Strain values in static load test 測(cè)點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 工況1 計(jì)算值/με -32 -37 -13 -14 16 19 21 20 49 54 60 55 實(shí)測(cè)值/με -23 -27 -9 -10 11 14 17 16 33 40 42 37 工況2 計(jì)算值/με -23 -47 -10 -20 14 18 24 22 39 50 71 74 實(shí)測(cè)值/με -17 -34 -8 -14 10 13 17 17 28 35 47 52 工況3 計(jì)算值/με -71 -64 -12 -8 46 59 51 51 69 95 90 87 實(shí)測(cè)值/με -45 -33 -10 -5 31 33 33 32 51 54 55 53 工況4 計(jì)算值/με -60 -71 -8 -10 36 55 62 52 56 74 110 104 實(shí)測(cè)值/με -35 -40 -7 -7 24 34 35 33 34 52 64 62

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于二階泰勒級(jí)數(shù)展開和風(fēng)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化算法的結(jié)構(gòu)有限元模型修正[J]. 杜進(jìn)生,張?zhí)炷?周赤偉.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]基于多目標(biāo)優(yōu)化的混凝土斜拉橋靜動(dòng)力有限元模型修正[J]. 彭濤,田仲初,張建仁,鄭萬泔.  振動(dòng)與沖擊. 2018(21)
[3]面向橋梁工程的響應(yīng)面技術(shù)在有限元模型修正中的應(yīng)用探討[J]. 張掙鑫,劉黔會(huì),黃方林.  公路工程. 2018(04)
[4]基于隨機(jī)有限元的修正劍橋模型可靠性研究[J]. 陸征然,張茂勝,郭超.  沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[5]考慮不確定性因素的有限元模型修正方法研究[J]. 陳喆,何歡,陳國(guó)平,何成.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[6]基于組合函數(shù)響應(yīng)面的橋梁有限元模型修正[J]. 張松涵,高芳清,張偉偉.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[7]基于橋梁健康監(jiān)測(cè)的有限元模型修正研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 梁鵬,李斌,王秀蘭,王曉光,吳向男,馬旭明.  長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[8]基于徑向基函數(shù)響應(yīng)面方法的超大跨懸索橋有限元模型修正[J]. 郁勝,周林仁,歐進(jìn)萍.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[9]基于混合響應(yīng)面法的滾壓成型回彈角預(yù)測(cè)控制及應(yīng)用[J]. 胡星星,裘樂淼,張樹有,張輝.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(11)
[10]基于響應(yīng)面法的結(jié)構(gòu)有限元模型靜動(dòng)力修正理論及應(yīng)用[J]. 韓建平,駱勇鵬.  地震工程與工程振動(dòng). 2013(05)

碩士論文
[1]基于改進(jìn)響應(yīng)面法的水布埡面板堆石壩材料參數(shù)反演與分析[D]. 楊荷.武漢大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3580574