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曲线连续梁桥动力响应分析及支座脱空病害识别方法研究
| 论文题名： | 曲线连续梁桥动力响应分析及支座脱空病害识别方法研究 |
| 关键词： | 曲线连续梁桥;动力响应;桥面铺装;支座脱空;病害识别 |
| 摘要： | 近年来，随着现代交通业的不断发展，新建桥梁数量不断增加，越来越多的曲线连续梁桥用于城市立交匝道、高速公路跨河贯通和大跨桥梁引桥中。曲线连续梁桥受梁的曲率的影响，导致“弯扭耦合”作用明显，使得其动力响应变得更加复杂，并在交通荷载及基础沉降的影响下支座脱空病害频发。支座脱空将引起其余支座的偏压或超压，导致桥梁整体受力不均，影响桥梁的运营安全。针对此问题，本文以某三跨曲线连续梁桥为背景，建立车-路-桥刚柔耦合系统动力学模型，对桥梁动力响应进行分析，并基于原始加速度信号时程统计指标进行曲线连续梁桥支座脱空病害识别方法研究。本文的主要工作内容如下： （1）建立了车-路-桥刚柔耦合系统动力学模型。首先，建立了3×25米的曲线连续梁桥有限元模型，并基于某重载货车实验参数，利用多体动力学软件Simpack构建了三维精细化重载货车模型。然后分析了车桥耦合动力学方程，并利用Abaqus和Simpack联合仿真的方法建立了车-路-桥刚柔耦合系统动力学模型。最后，采用三角级数法对桥面不平顺进行时域样本的模拟，为后续进一步研究奠定基础。 （2）基于车-路-桥刚柔耦合系统动力学模型，对曲线连续梁桥动力响应进行分析，探讨了车辆行驶速度、车重、车辆偏心行驶、桥面不平顺、桥面铺装刚度等因素对桥梁位移、扭转角、冲击系数以及支座反力的影响。 （3）为快速评估曲线连续梁桥支座健康状态，提出了基于时程统计指标的桥梁支座脱空病害识别方法。首先，提取行车激励下桥面测点加速度信号的时程统计指标。然后通过概率统计的方式，得出各统计指标的置信区间。最后，根据各测点异常指标数计算损伤指数，综合判断测点附近支座是否出现脱空病害。为验证方法的有效性，基于已建立的车-路-桥耦合刚柔耦合动力学模型进行了分析验证。 |
| 作者： | 鲁俊男 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 朱劲松;汤洪雁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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