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桥梁基于失效包络图理论的可视化安全评估
| 论文题名： | 桥梁基于失效包络图理论的可视化安全评估 |
| 关键词： | 桥梁失效;包络图理论;安全评估;有限元软件;数值模型 |
| 摘要： | 本文利用ANSYS有限元软件建立了许沟特大桥数值模型，对其在不同工况下进行了计算。对桥梁结构所承受的弯矩、轴力、位移等内力和所产生的变形进行研究与分析，了解了其工作状态情况，找出了某种状态作用下结构的最危险点以及较薄弱环节。比如许沟特大桥的拱顶及拱脚等部位。这一发现可以为工程结构的进一步研究提供必要依据，了解该结构具体哪些部位或者结构哪些具体构件是该结构较危险部分，在工程结构设计施工及工程管理、维护、加固过程中应着重关注。 文章通过利用失效包络图理论，推导并得出了桥梁结构直杆系及拱杆系在内力的作用下的各层次可视化安全评估新模式。主要包括：①结构直杆系失效准则、失效接近度、安全余度、可视包络图等；②结构拱杆系失效准则、失效接近度、安全余度、可视包络图等。由于在多种荷载作用下，其内力组合相对较为复杂，工作状态可视点在包络图中的大体布置也较为分散。这种情况对桥梁结构的安全性能影响较大。而工作状态可视点会无限地靠近包络图的边界表面或棱边界限，这就会直接威胁到桥梁结构的安全性和耐久性。所以，作者也试图通过对桥梁结构工作状态可视图的分析，直观地找出八面体失效包络图区域内，各点工作状态所对应坐标内的可视群点具体的分布规律。这样能够最终实现对桥梁结构的可视化安全评估，为桥梁工程的科学管理与制定最优维护方案提供必要参考。 在文章末尾，针对桥梁结构的可视化安全评估，做了一些展望。在尽可能采用监测与静动结合的评估方法的同时，还指出了桥梁结构有限元建模、网格的划分、边界条件约束以及科学的安全评估等过程应特别注意的问题；对于可视化安全评估，也应综合考虑各种因素（如剪力、扭矩、平动转动位移、刚度等）对结构状态评估的影响。最后文章进一步提出了可以尝试从桥梁工程能量角度（如外力势能的变化率）来描述各杆件在结构中所处的重要性，即角色问题等，从而更好地实现对桥梁结构的可视化安全评估。 |
| 作者： | 马少春 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 鲍鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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