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基于静动载试验的桥梁有限元简化模型分析
| 论文题名： | 基于静动载试验的桥梁有限元简化模型分析 |
| 关键词： | 桥梁检定;挠度应变;桥梁荷载;有限元分析 |
| 摘要： | 桥梁作为交通网络的重要节点，在交通运输中起着关键作用。这就需要在桥梁维护过程中防微杜渐,定时对运营桥梁进行检测和加固，及时地发现与解决问题，尽可能的减少安全隐患。工程实践中有限元软件的广泛应用,为工作人员带来了极大的便利。本文以两个实际桥梁检测工程为背景，研究了简化的建模方法在桥梁检测中的应用，分别测定了两座桥梁在静力和动力作用下的参数，并且与有限元数值分析结果对比，对桥梁的实际工作性能做出了科学客观的评定。 本研究主要内容包括：⑴静载试验以一座桥面连续的简支梁桥为例，分别测定了最不利汽车中载和偏载作用下试验跨的各T梁挠度的纵向分布、跨中截面挠度的横向分布以及各T梁跨中截面应变；动载试验以一座框架结构的简支便桥为例，测定了试验跨上部结构的频率、周期、阻尼、振型。试验中对环境要求、测点布置等问题进行了分析和研究。⑵静载试验的数值分析中研究了两种模型，一种是在考虑桥面连续结构的情况下建立试验桥的整体模型，另一种是建立与试验跨等跨度的简支梁桥模型。对比计算结果可以得出：40m跨度的桥面连续的简支梁桥与等跨的简支梁桥相比，各T梁挠度纵向分布值的误差值最大为1.3％，跨中截面挠度横向分布值的误差值最大为1.1%，跨中截面下缘混凝土应变值的误差值最大为1.1%，桥面连续结构对试验测定対象的影响有限，通过简化模型可以得到较为理想的理论值。⑶动载试验的数值分析中介绍了一种等刚度的简化计算方法，利用素混凝土梁来等刚度代换钢筋混凝土梁，二者横向截面面积比大约为1.045。对比两种建模方法的计算结果可以得出：两种方法计算出的各跨上部结构的竖直纵向第一阶频率，竖直扭转第一阶频率和竖直横向第一阶频率较为接近，传统值和简化值的比值大约为1.01，说明混凝土梁中的钢筋对构件自振频率的影响有限。该简化方法可用于工程实际，得到的数据可为模型的建立提供依据。⑷理论值与实测值进行对比，完成对试验桥梁的评估,总结出桥梁建模过程中的常见问题与方法，可为今后的实际工程提供参考。 |
| 作者： | 刘卓 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张永胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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