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钢—混凝土组合小箱梁桥损伤识别及合理构造研究
| 论文题名： | 钢—混凝土组合小箱梁桥损伤识别及合理构造研究 |
| 关键词： | 钢-混凝土组合小箱梁桥;模型修正;损伤识别;模态曲率差;频率差;力学性能 |
| 摘要： | 钢-混凝土组合小箱梁桥是目前城市桥梁中的一种新型桥梁，将混凝土桥面板与钢箱梁组合成整体共同受力的结构形式，充分发挥了钢材抗拉、混凝土抗压的材料优点。它具有受力性能好，抗震性能优良，自重轻，施工快速方便、省脚手架和模板，保护环境，不影响下部交通等优点，同时，相比以单一材料的混凝土结构和纯钢结构，组合结构可以在结构的力学性能与经济性之间寻求一个更好的平衡点，故而组合结构桥梁具有广阔的应用前景。 本文以一座40m跨径的多梁式钢-混凝土组合小箱梁结构为背景，从组合结构的模型修正、损伤识别方法和提高结构的整体性能等角度出发，通过试验测试与数值分析结合，展开了系列研究，得出如下研究成果: 1)为保证桥梁状态评估的准确性，对新建桥梁的初始模型通过整桥动载试验，结合数值模型中的模态参数灵敏度分析，借助最小二乘法优化方法，提出建立更为符合真实情况的钢-混凝土组合小箱梁的精细有限元模型的方法。 2)在精细有限元模型的基础上，利用模态曲率差法对结构的预损伤进行识别，结果表明模态曲率差法能够识别钢-混组合小箱梁结构在横桥向的损伤，特别是对于混凝土的损伤更加敏感。同时能够比较准确地定位损伤位置。频率变化率作为损伤指标，对损伤并不敏感，在实际应用中极易被测量误差淹没或干扰，纯粹基于频率变化的损伤识别存在较大困难。 3)在试验室环境中，对钢-混凝土组合小箱梁桥单梁缩尺模型进行了动力特性试验研究，并将其用于本文提出的基于模态参数灵敏度分析的模型修正方法进行有限元模型的修正，给出了分析的前三阶模态振型，及与结构损伤前后试验模态结果的MAC，表明MAC值可以较为准确的判断该类结构是否存在损伤。 4)研究了在多梁式组合小箱梁桥结构中引入横向预应力体系的方法，给出了相应的施工方法，同时针对该类桥梁的特点，提出了相应的横梁内力估算方法，进行了预应力筋效应的数值分析，给出了相关的计算理论推导过程。施加横向曲线预应力筋，可以改善外荷载作用下的长期附加变形，增强横向联系。 |
| 作者： | 刘丽思 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 项贻强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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