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原文传递实验室斜拉桥模型损伤症状研究

论文题名：	实验室斜拉桥模型损伤症状研究
关键词：	斜拉桥;损伤症状;拉索索力;主梁应变
摘要：	现阶段斜拉桥的损伤识别大多是基于有限元仿真进行，仿真模型与实体模型之间存在一定的差异，不能完全模拟真实桥梁，试验模型设计满足多重工况试验要求，可模拟结构的各种损伤情况、异常状态。在利用监测数据进行斜拉桥损伤识别中往往会遇到环境温度改变的问题，温度改变的影响一般被忽略了而带来一定的损伤识别误差。　　本文以滨州黄河公路大桥为背景制作的实验室斜拉桥缩尺模型为研究对象，模拟温度影响下实验室斜拉桥模型拉索和主梁的损伤，研究各种损伤引起的桥梁不同部位的响应规律，得到基于拉索索力和主梁应变的拉索和主梁的损伤症状，并提出了考虑温度影响拉索和主梁损伤的识别方法。　　具体研究工作如下：　　(1)在有限元模型的基础上，分析不同温度对拉索初始索力的影响，不同温度单根拉索和两根对称位置拉索损伤时相关拉索的索力分析。结果表明单根拉索损伤引起相邻的拉索索力值增大，并且相关拉索索力变化率与温度呈正比，两根拉索同时损伤时索力变化可近似看成两个单根拉索损伤索力变化的叠加。　　(2)在实验室不同温度时，对拉索进行松弛损伤，分析拉索的损伤症状，得到的结果与有限元基本一致，都是相邻拉索索力值增大；拉索损伤时相关拉索的索力变化率随着温度的升高总体呈上升趋势；分析了拉索损伤引起的主梁应变症状，结果表明拉索损伤引起距离较近主梁应变增大或减小，主梁应变的改变与温度变化无明显规律。　　(3)对实验室斜拉桥模型的主梁设置了损伤工况，分析主梁损伤引起的索力症状和主梁应变症状，试验结果表明主梁损伤时，损伤位置及附近位置处的主梁应变发生改变，主梁应变的变化率比索力的变化率大。分析了温度影响下主梁损伤的主梁应变，结果表明主梁损伤，温度的变化与主梁应变的数值变化无明显规律。　　(4)对拉索和主梁的损伤状态和健康状态的索力和主梁应变进行定量描述，界定了损伤状态和健康状态的索力值和主梁应变值，提出分两步进行拉索和主梁的损伤识别；改变不同的初始索力，验证实验室斜拉桥拉索和主梁损伤症状的可靠性。提出用损伤位置处及附近位置拉索索力的变化率、主梁应变变化率绝对值超过健康状态上限值的方法识别拉索和主梁损伤位置；基于不同温度已有的损伤研究数据，对拉索和主梁损伤引起的相关拉索索力变化率和损伤程度进行拟合，得到线性损伤函数S=kx，识别结果表明利用损伤函数计算的损伤程度理论值与试验真实值的误差不大。
作者：	孙莎莎
专业：	土木工程
导师：	侯立群
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北电力大学
学位年度：	2022