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悬索桥高大塔柱裂缝仿真及安全性评估分析
| 论文题名： | 悬索桥高大塔柱裂缝仿真及安全性评估分析 |
| 关键词： | 悬索桥;高大塔柱;裂缝图像;安全监测;安全性评估 |
| 摘要： | 目前,由于塔柱箱内外温差、构造处理不当等原因,导致我国现有悬索桥高大塔柱开裂现象较为普遍。而现有规范又不足,因此针对悬索桥高大塔柱开裂状况提出科学的塔柱安全性评估体系意义重大。本文紧随科学研究前沿,提出通过塔柱裂缝仿真分析的方法来直接评估悬索桥高大塔柱的安全性,并结合裂缝监测和图像采集技术,构想形成一整套悬索桥塔柱安全性监测评估系统。 本文首先在分析悬索桥高大塔柱采用材料及结构形式,塔柱受力特性及影响塔柱安全因素的基础上,指出影响塔柱安全性最显著也是最直观的是塔柱裂缝病害信息,并对塔柱上各种裂缝病害成因进行了剖析;通过轨道车加高清摄像机的方式采集悬索桥塔柱裂缝图像,并将采集到的裂缝图像进行数值化变成数字图像,然后基于广义结构元与扩展形念学滤波原理对图像进行二值化与裂缝提取、拼接工作,最后利用左右边缘求取裂缝宽度,并提出了向量化存储和模拟重现的实现方法;在悬索桥塔柱裂缝仿真分析进行之前,首先用Midas/Civil2010建立悬索桥整体模型进行塔柱详细内力分析,并结合实际调查裂缝分布情况综合确定用于裂缝仿真分析的塔柱节段;通过基本假定及钢筋混凝土本构关系、混凝土破坏准则的设定,钢筋混凝土有限元模型和裂缝模型的选定,模型混凝土单元、钢筋单元和粘结单元的选取,提出了塔柱结构裂缝宽度计算有限元的实现方法,并建立了塔柱节段裂缝仿真分析模型;然后依据裂缝与塔柱承载力关系的探讨,以及塔柱开裂承载力富余系数,提出了悬索桥高大塔柱基于裂缝仿真分析的安全性等级评估方法;最后结合具体依托工程,验证了安全性评估的可行性,并初步提出了用于塔柱安全等级评估的裂缝指标。 本文的研究成果对客观、科学评估悬索桥高大塔柱开裂的安全状况具有积极的借鉴作用,应用前景广阔。 |
| 作者： | 蒋晓源 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周建庭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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