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基于荷载试验的双塔双索面混合式梁斜拉桥静动力特性分析
| 论文题名： | 基于荷载试验的双塔双索面混合式梁斜拉桥静动力特性分析 |
| 关键词： | 斜拉桥;双塔双索面;混合式梁;模态测试;静动力特性;荷载试验 |
| 摘要： | 与梁桥、拱桥等历史悠久的桥梁相比，斜拉桥在跨越能力、结构美观性方面有着独特的优势，满足了当代桥梁向更大跨度发展的趋势。近年来，斜拉桥在设计理论方面已经趋于成熟，建设材料方面的发展也已满足使用需求。随着大批斜拉桥建成并投入使用，对斜拉桥的使用性能方面的研究是新的发展方向。在了解有关荷载试验方案和方法后，本文依托实际工程，对一座主跨达460m的大跨径双塔双索面混合式梁斜拉桥进行了静、动力特性研究，主要取得以下成果： （1）依托洋浦大桥实际工程，仔细考察了桥梁周边环境，并对试验桥梁进行了外观检测，检测结果表明该桥存在局部开裂、预应力锚头封锚不密实等外观缺陷，评估了洋浦大桥在运营初始阶段斜拉索的受力状态，为今后大桥运营阶段的监测和养护管理提供原始数据档案。 （2）振动频率法测量索股张力，影响测量结果的主要因素有索两端约束条件以及索长的取值与理论假设的差异，以及索抗弯刚度，本文采取低阶频率，并用前5阶频率计算结果的均值作为索力的实测值与理论值吻合良好，试验结果表明斜拉索实测索力值与设计值相对误差均在±10％的范围内，同一断面内外海两侧斜拉索实测索力最大相对偏差为7.6%，说明此方法可靠。整体而言，局部开裂等病害并未对桥梁的整体性能产生明显影响，实测索力状态良好。 （3）基于目前国内无动载作用下桥梁试验验收规程的事实，对桥梁在动载作用下响应变化进行了探索，具体进行了环境振动试验、无障碍行车试验、跳车及刹车试验，以测定该桥在动力荷载作用下的模态参数、受迫振动特性、自振特性及冲击系数等。应用这些动载响应参数，进一步丰富桥梁整体性能和运营状态评价体系的内容。 （4）对该桥进行了静动力荷载试验，并采用了梁单元和实体有限元单元进行数据模拟，实测值与理论值对比结果显示：洋浦大桥处于弹性受力状态，整体刚度优于设计，符合规范及设计要求，有一定的安全储备。这说明针对洋浦大桥试验方案及理论分析方法是合理可行的，本文的研究方法可为服役桥梁的性能测试工作提供有益的参考。 （5）本文基于环境激励和脉冲激励（跳车试验），利用东华采集和分析系统，得到了两种激励下桥梁结构响应时程，获得了桥梁在环境激励和脉冲激励下模态参数（频率、振型及阻尼比），并与有限元数值模拟结果进行对比，结果表明，主桥实测阻尼比在0.74%～6.11%之间，各阶振型与数值模拟的振型吻合良好，且实测阻尼比随着频率增大有增大趋势。 |
| 作者： | 田勋 |
| 专业： | 建筑与土木工程(道路与桥梁工程) |
| 导师： | 周奇;曾革 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 汕头大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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