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大跨度斜拉桥实验室健康监测模型设计与分析
| 论文题名： | 大跨度斜拉桥实验室健康监测模型设计与分析 |
| 关键词： | 大跨度斜拉桥;实验室健康监测模型;ANSYS有限元软件;基本参数 |
| 摘要： | 随着我国经济实力的增强和发展建设的需要，大型桥梁从数量到规模都日益增大。桥梁服役时间常、工作环境恶劣，其安全性能成为人们关注的问题。为了研究大跨的度斜拉桥结构在动荷载下的工作状况、工作性能退化、识别损伤及损伤对桥梁局部和整体性能的影响，建立大型实际斜拉桥的实验室监测模型。本文以山东滨州黄河公路大桥为工程试验原型，建立该斜拉桥的实验室监测模型，该监测系统包括缩尺模型、加载系统、传感器系统和数据采集系统，以此监测系统为平台进行模型试验研究。本文主要研究内容分为以下几个部分： 1)按试验目的和实验室条件确定模型的材料、缩尺比等基本参数，通过静力和动力相似理论分析求出各物理量的相似关系和相似比，采用刚度等效准则设计滨州桥实验室动力弹性缩尺模型。 2)为了确定模型设计的正确性，利用ANSYS有限元软件，分别建立滨州桥及其实验室缩尺模型的有限元模型，通过有限元模型的静力和动力特性分析，以及两有限元模型及实测数据三方相互对比，结果表明缩尺模型与原桥在静力和动力特性都满足相似关系。 3)为了解决模型附加质量困难、费用高的问题，推导并给出大型结构模型在不同附加质量下的模态相似关系。利用有限元分析模型不同配重下缩尺模型的动力特性，其结果表明模型试验中10％～50％配重方案切实可行。对实验室缩尺模型进行了简化处理，斜拉索数量按刚度等效缩减至原桥的1/3，附加质量减少为理论值的25.965％，分析结果表明简化模型和理想模型同原桥之间能满足相似关系，说明该简化方法在斜拉桥模型试验中行之有效，对其他大型模型试验具有一定的参考价值。 4)按试验目的和模型制作需要，模型分段铸造加工，设计分段之间的连接和斜拉索的连接，画模型施工详图，在工厂铸造加工。设计模型的监测系统，包括静、动力加载系统，传感器选型和布置，选用合适的数据采集设备等等。 |
| 作者： | 周林仁 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 欧进萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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