原文传递
基于反卷积法的桥墩流冰荷载识别
| 论文题名： | 基于反卷积法的桥墩流冰荷载识别 |
| 关键词： | 桥墩结构;流冰荷载识别;反卷积法;噪声鲁棒性 |
| 摘要： | 桥梁是交通基础设施的重要组成部分。桥梁在使用期，既要承受车辆荷载、地震荷载等作用，还不可避免地受到环境作用影响。高纬度地区的涉水桥梁常常遭受冰害威胁。冰排在强风与水流共同驱动作用下引起桥梁结构的振动，严重时会使桥墩顶部位移超出正常范围，甚至可能导致桥梁倒塌。可见，保障寒区涉水桥梁在冰激振动下的安全至关重要。分析桥梁结构冰激振动的前提是确定流冰荷载，目前通常采用半经验-半理论公式计算流冰荷载，由于流冰区域的差异性与气候环境的高度不确定性，其计算精度很难保障。因此，开展以提高流冰荷载识别精度为目标的研究工作非常必要。本文采用理论分析、数值模拟、室内试验等研究手段，从结构动力学第二类反问题出发，开展了基于反卷积理论的荷载识别方法的研究，旨在建立精细化的流冰荷载模型。具体研究工作如下： （1）建立了不同荷载类型作用下的悬臂梁数值计算模型，通过数值计算结果构造了基于反卷积理论的荷载识别方程，分析了荷载识别方法的效果。研究表明：基于反卷积理论的荷载识别方法可以有效识别动态荷载，并且具有良好的噪声鲁棒性。 （2）通过悬臂梁室内试验进一步验证了基于反卷积理论的荷载识别方法的有效性。荷载识别结果显示：实测荷载与识别荷载的时程曲线吻合较好，实测荷载与识别荷载峰值相对误差随着荷载形函数频率的提升而减小。随着荷载形函数的频率增加，实测荷载与识别荷载峰值相对误差减少幅度趋于平缓。 （3）建立了中-俄黑龙江大桥流冰荷载识别的有限元模型，结合现场监测数据进一步说明了该荷载识别方法的可行性。识别结果表明：冰排挤压桥墩产生的流冰荷载远大于冰排撞击桥墩产生的流冰荷载。在冰排挤压或撞击桥墩的过程中，流冰荷载具有丰富的频率成分，主要集中在0~5Hz的范围内。 |
| 作者： | 王欢 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 辛大波;赵颖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北林业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
