本文關(guān)鍵詞：基于分布式長標距應(yīng)變的PC梁變形監(jiān)測方法研究

  更多相關(guān)文章： 箱梁 剪力滯效應(yīng) 剪切變形 分布式長標距應(yīng)變 預應(yīng)力 撓度

【摘要】：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)在房屋、橋梁、水壩等大型土木工程結(jié)構(gòu)中取得了長足的進展,隨著我國橋梁建設(shè)的快速發(fā)展,近年來對于橋梁的健康監(jiān)測成為保障橋梁安全運營的重要手段。在橋梁長期的服役過程中,會受到外界環(huán)境侵蝕等影響,其有效預應(yīng)力降低和撓度加大均會對橋梁的安全運營產(chǎn)生不良影響,這兩點也是存在于橋梁建設(shè)和維護方面的重大安全隱患。橋梁的預應(yīng)力損失和變形作為橋梁結(jié)構(gòu)一項長期監(jiān)測的指標,在橋梁監(jiān)測中的地位越來越高,但目前普遍使用的“點式”測量技術(shù)都只能得到少量預設(shè)點的變形,預應(yīng)力改變對于監(jiān)測的影響也沒有被很好的考慮。目前橋梁的結(jié)構(gòu)形式主要采用箱梁結(jié)構(gòu),本文主要針對箱梁結(jié)構(gòu)的特點,從預應(yīng)力和變形監(jiān)測兩方面入手,采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方法對采用分布式長標距傳感器的監(jiān)測方法進行研究。本文的研究內(nèi)容如下：1.對剪力滯效應(yīng)和剪切變形在箱梁中的產(chǎn)生機理及其對于監(jiān)測方法的影響進行了研究。對箱梁中的剪力滯效應(yīng)和剪切變形,從理論分析、有限元模型和試驗的角度出發(fā)分析,本文認為剪力滯效應(yīng)引起的正應(yīng)變分布不規(guī)律在應(yīng)變采集過程便可以很好的體現(xiàn)；剪切變形在箱梁不同的跨高比、腹板高厚比等情況下占總撓度比例不可忽略,并通過有限元模型分析給出常見橋梁形式剪切變形占總變形比例的范圍；預應(yīng)力的布筋形式對于整體的剪力滯效應(yīng)也需考慮,具體體現(xiàn)在剪力滯系數(shù)的取值上,本文給出取值建議。2.對基于分布式長標距應(yīng)變的監(jiān)測方法進行了拓展�；诜植际介L標距應(yīng)變和預應(yīng)力帶來的剪力滯效應(yīng),提出了監(jiān)測箱梁預應(yīng)力的方法,使得已研發(fā)的分布式光纖傳感器可以同時有效監(jiān)測預應(yīng)力。本文證明了方法針對不同的布筋方式均有較好的適用性,同時通過有限元模型分析給出傳感器布置位置建議。3.結(jié)合能量變分法和Timoshenko梁理論分別研究了剪力滯效應(yīng)、剪切變形以及預應(yīng)力改變對箱梁撓度監(jiān)測方法的影響,對改進共軛梁法進行再次改進,引入剪力滯系數(shù)等參數(shù)完善公式。本文方法與荷載無關(guān),在理論方面具有優(yōu)勢。本文同時給出了適用于工程的采用修正系數(shù)的簡化公式。4.為檢驗2、3所提出方法的監(jiān)測效果,本文進行了單室單箱梁的縮尺模型試驗,并通過布設(shè)分布式光纖傳感器和應(yīng)變片對不同預應(yīng)力、荷載下的縱向應(yīng)變進行數(shù)據(jù)采集。預應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果表明采用應(yīng)變片和FBG傳感器監(jiān)測的整體誤差在5%-10%。應(yīng)變片的監(jiān)測精度稍好于FBG傳感器,提高程度約在1%-5%。撓度監(jiān)測結(jié)果表明兩種傳感器監(jiān)測誤差在10%以內(nèi)且沒有明顯差距,具有較高的監(jiān)測精度。采用修正系數(shù)簡化公式,監(jiān)測誤差在10%以內(nèi),工程中易于采用。試驗證明了采用分布式長標距傳感器應(yīng)用于實際工程中進行健康監(jiān)測具有可行性。
【關(guān)鍵詞】：箱梁 剪力滯效應(yīng) 剪切變形 分布式長標距應(yīng)變 預應(yīng)力 撓度
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 相關(guān)研究成果評述12-18
• 1.2.1 橋梁變形監(jiān)測技術(shù)12-14
• 1.2.2 橋梁有效預應(yīng)力監(jiān)測技術(shù)14-15
• 1.2.3 分布式光纖傳感技術(shù)及基于應(yīng)變的變形計算方法15-16
• 1.2.4 箱梁剪力滯效應(yīng)和剪切變形的理論研究16-18
• 1.3 研究目的及內(nèi)容18-19
• 1.3.1 研究目的18
• 1.3.2 研究內(nèi)容18-19
• 1.4 技術(shù)路線19
• 1.5 本文主要創(chuàng)新點19-22
• 第二章 基于分布式長標距應(yīng)變和剪力滯效應(yīng)的箱梁預應(yīng)力監(jiān)測22-40
• 2.1 概述22
• 2.2 箱梁剪力滯效應(yīng)基礎(chǔ)方程22-24
• 2.3 基于分布式長標距應(yīng)變和剪力滯效應(yīng)的簡支箱梁預應(yīng)力計算方法24-31
• 2.3.1 分布式長標距應(yīng)變24
• 2.3.2 簡支梁的預應(yīng)力等效荷載24-26
• 2.3.3 考慮剪力滯效應(yīng)的預應(yīng)力計算方法26-31
• 2.4 有限元算例分析31-38
• 2.4.1 模型參數(shù)31-32
• 2.4.2 沿截面監(jiān)測結(jié)果分析32-36
• 2.4.3 沿縱向監(jiān)測結(jié)果分析36-38
• 2.5 小結(jié)38-40
• 第三章 基于分布式長標距應(yīng)變的預應(yīng)力箱梁變形監(jiān)測40-60
• 3.1 概述40-41
• 3.2 箱梁剪切變形基礎(chǔ)方程41-42
• 3.2.1 剪切變形理論41
• 3.2.2 剪切變形影響下的箱梁變形計算41-42
• 3.3 基于分布式長標距應(yīng)變的箱梁變形計算42-46
• 3.3.1 基于箱梁縱向變形算法的相關(guān)假定42-43
• 3.3.2 改進共軛梁法及其主要優(yōu)點43-46
• 3.4 基于分布式長標距應(yīng)變的預應(yīng)力混凝土箱梁變形計算46-58
• 3.4.1 考慮箱梁剪力滯效應(yīng)的影響46
• 3.4.2 考慮箱梁剪切變形的影響46-49
• 3.4.3 考慮預應(yīng)力改變的影響49-53
• 3.4.4 對于連續(xù)梁與荷載/支座沉降耦合作用的適用性53-54
• 3.4.5 采用修正系數(shù)的簡化公式54-58
• 3.5 小結(jié)58-60
• 第四章 基于分布式長標距應(yīng)變的箱梁模型試驗研究60-94
• 4.1 試驗的目的意義60
• 4.2 試驗概況60-70
• 4.2.1 箱梁模型試驗設(shè)計與構(gòu)件制作60-63
• 4.2.2 試驗加載裝置63-65
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集與測點布置65-68
• 4.2.4 材性試驗68-70
• 4.3 試驗結(jié)果分析70-91
• 4.3.1 考慮剪力滯效應(yīng)的應(yīng)變分析70-72
• 4.3.2 預應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果分析72-77
• 4.3.3 撓度監(jiān)測結(jié)果分析77-91
• 4.4 小結(jié)91-94
• 第五章 結(jié)論與展望94-96
• 5.1 主要結(jié)論94-95
• 5.2 存在問題和展望95-96
• 參考文獻96-100
• 附錄100-106
• 致謝106-108
• 作者簡介108

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：947493