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原文传递基于模型修正的混凝土连续梁桥运营安全性能评估的试验研究

论文题名：	基于模型修正的混凝土连续梁桥运营安全性能评估的试验研究
关键词：	模型修正;混凝土连续梁桥;实桥荷载;等代校验系数;承载力评估;安全性能
摘要：	桥梁是交通线路的咽喉要道，关系到国民经济的发展，因此桥梁的运营安全性能是极其关键的。目前，先简支后连续预应力混凝土连续梁桥因具有施工工艺简洁、技术成熟、施工工期短、结构整体性好等优点而广泛应用于我国高速公路与城市道路。为了充分确保既有桥梁能够安全的运行，必须对其真实工作的技术状况作出科学合理的评估。有限元模型修正方法能够弥补桥梁结构静动载试验的不足，修正后的模型能够更好地反映桥梁整体的实际工作状态以及局部构件的受力情况。基于此，本文提出了一种基于模型修正的混凝土连续梁桥承载能力评估的方法。　　本文以山西境内得胜口至大同的某高速公路上的一座高架桥为工程背景，联合静、动载试验数据进行桥梁结构的有限元模型修正，利用修正后的有限元模型对其实际运营安全性能以及在标准荷载作用下的强度安全储备进行了评估。本文的主要研究工作如下：　　1、对桥梁进行了现场静、动载试验，得到了各个测点处的挠度值、应变值与桥梁结构竖向前六阶自振频率。基于设计图纸建立了1联7跨的预应力混凝土装配式连续箱梁桥的壳单元模型与梁格模型。论证了梁格模型合理的网格划分形式以及等效刚度模拟方法。　　2、在运用动静载模型修正方法的前提下，采用动态加权系数，基于参数灵敏度分析的方法，选取灵敏度高的参数作为模型修正的设计变量，以实桥结构静载试验测试的各个控制截面的竖向挠度与动力试验获得的竖向前六阶自振频率分别作为静、动力目标函数的状态变量，而后联合动、静力目标函数构造联合目标函数，对基于桥梁设计资料建构的梁格初始有限元模型进行模型修正。而后按照与桥梁静载试验相同的车辆荷载和布载方式，采用数值加载的方法对修正后的有限元模型进行加载模拟，计算出各个测试截面处的应变值、挠度值，并与现场桥梁静载试验数据进行比较，计算出两者之间的相对误差，再结合设计变量与状态变量的数值，综合验证模型修正的效果。　　3、以修正后的桥梁有限元模型为基准模型，采用与试验时汽车荷载相同的荷载等级与布载方式进行数值模拟，计算出该桥梁测点处的挠度、应变，并与实测数据比较，并提出了基于模型修正的等代校验系数的基本概念，通过试验验证了采用基于模型修正的等代校验系数评估既有预应力混凝土桥梁运营安全性能的有效性和精度。　　4、以修正后的桥梁有限元模型为基准有限元模型，采用桥梁设计时的汽车荷载等级，并运用数值加载的方法，对其进行加载计算，计算出桥梁实际结构的承载能力系数，而后采用桥梁实际结构的承载能力系数定量地分析既有桥梁结构在当前外荷载作用下的强度安全储备，评估结构的剩余承载力。
作者：	赵崇基
专业：	土木工程
导师：	张巍
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文