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下承式钢管混凝土桁架拱桥模态参数敏感性分析
| 论文题名： | 下承式钢管混凝土桁架拱桥模态参数敏感性分析 |
| 关键词： | 下承式钢管混凝土桁架拱桥;模态参数;敏感性分析;损伤识别;安全性评估 |
| 摘要： | 桥梁作为人类跨越障碍的手段和解决日益拥挤的城市交通的主要方式，在国家经济发展的中承担着越来越重要的作用。但是随着桥梁事故的频发，现有桥梁的健康状况引起了人们普遍的担忧。因此如何对现有桥梁的状况进行有效的评估成为了研究的热点。有限元模型修正是能对桥梁的状况进行评价的方法之一，其主要是不断使用现场实测响应数据修正结构有限元分析仿真模型的过程，最终目的是修正后结构有限元模型计算的响应值与试验值能够一致。由此得到基准模型能够很好的反映结构的现实情况，能够作为结构损伤识别、安全性评估以及加固方案制定的依据。但是在有限元模型修正的过程中存在着参数选取的盲目性、参数修改的重复性，需要进行大量的计算，在进行模型修正之前进行模态参数的敏感性分析识别出敏感度较高的修正参数和有限元组合形式能够很好的解决上述问题，因此模态参数敏感性分析在进行模型修正中被大量的采用。 本文所做的下承式钢管混凝土桁架拱桥敏感性分析的研究工作主要如下: 1、在介绍国内外桥梁事故和桥梁安全隐患的基础上，引出了模态分析的概念、分类，介绍了基于环境激励的模态实验。引入模型修正，着重介绍了模型修正的国内外发展现状。 2、对模态参数识别当中的频域法进行了介绍，指出了其优缺点。引出运行模态参数识别的内容，着重介绍基于运行模态参数识别的正交多项式曲线拟合法，并对该方法进行了理论推导，同时指出其优缺点以及在模态实验运用当中的注意事项。 3、运用移动测点法对某下承式钢管混凝土桁架拱桥当中的一跨进行了运行模态实验，根据实测的结构振动响应信号识别出了该跨拱桥的模态参数。参考工程图纸以及规范利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型，并计算出理论模态参数。对比实验模态参数和理论模态参数，验证了模态实验数据的可靠性，指出其中存在的误差。 4、取材料的弹性模量作为修正量，改动各工况选取的有限元单元的设计参数，得到相应的模态参数（频率、振型），并计算振型的模态置信度MAC以及弹性模量同步变化下频率的敏感度，通过各工况的对比分析为后期基于响应面的模型修正指出敏感性较高有限元单元组合形式，以减少计算量，提高其回归分析的精度与稳定性。 5、总结了本文的主要工作和结论，并对本文后续的模型修正有待解决的问题进行了讨论。 |
| 作者： | 周越 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张欣;张光海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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