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原文传递连续刚构桥极限承载力分析及静载试验研究

论文题名：	连续刚构桥极限承载力分析及静载试验研究
关键词：	连续刚构桥;极限承载力;静载试验;安全评估
摘要：	改革开放以来,我国公路桥梁建设发展很快,连续刚构桥梁由于自身特有的优点而得到迅速推广,在大跨度桥梁建设中的比例越来越大。正确评定连续刚构桥的极限承载能力为其运营安全、维修加固提供科学依据,具有重要的现实意义。目前,对连续刚构桥极限承载力分析的理论研究很多,在分析效率和精度上各有优劣,仍还没能形成统一计算分析模式,理论性过强,难以在工程实践中应用。本文对连续刚构桥极限承载力分析的QR法、荷载试验相关问题和承载力评定方法进行研究,并以百色市华村大桥荷载试验为背景,探讨了基于桥梁静试验挠度测试结果采用神经网络技术对连续刚构桥极限承载进行预测,进而对该桥的承载力进行评定,取得若干有价值的研究成果和创新点,主要有: 　　 (1)本文采用QR法建立连续刚构桥平面和空间分析模型,在此基础上,研究建立了连续刚构桥材料、几何双重非线性分析QR法新模型和连续刚构桥稳定性分析QR法新模型及其求解方法,并推出了考虑畸变和剪力滞影响的样条箱梁段单元刚度矩阵;提出了连续刚构桥极限承载力分析QR法的新模型及其求解方法,编制相应程序。　　 (2)本文研究了采用QR法和有限元法分别建立连续刚构桥梁模型进行极限承载力分析的步骤和方法。以预应力混凝土连续刚构桥—华村大桥为工程背景,应用QR法和有限元法分别在对该桥中跨跨中、边跨跨中、边跨合拢段距5＃墩16.5m处三个截面的极限承载力进行分析比较,结果表明,两种方法计算结果接近,说明QR法用于连续刚构桥极限承载力分析是可靠的,计算结果为该桥的结构安全评估提供科学依据。　　 (3)本文总结了连续刚构桥荷载试验方法,阐述了应力(应变)和位移的观测方法和原理,根据试验梁的挠度与截面应变的关系,提出了检验应变测量误差的新方法;对全站仪在大跨度桥梁荷载试验中观测水平位移的方法进行了改进,并对全站仪观测桥梁竖向和水平位移的精度进行深入分析,总结了各标称精度全站仪用于挠度和水平位移测量符合相关测量等级的—测站最大测量距离,便于实际应用,以确保观测精度。在选择确定试验控制截面上,提出通过各截面的最大内力与该截面刚度之比进行比较的方法来初步判断结构受力薄弱截面,并在荷载试验中针对这些薄弱截面进行加载测试,以正确评价桥梁的承载能力,其结论与华村大桥中跨和边跨三个截面的极限承载力分析结果一致; 　　 (4)本文结合现行规范的荷载分项系数提出采用了基于静载试验的承载能力系数法来评价桥梁结构承载能力的新方法,该方法既适合用于中小桥梁、也适合用于大跨度桥梁结构的安全评定,与其他评价方法相比,该评价方法科学合理、能够很好地反映桥梁的承载能力,且易于理解和便于推广应用; 　　 (5)本文研究探讨了基于桥梁静载试验挠度测试结果的神经网络技术承载能力预测模型和方法,为大跨度桥梁极限承载力评估方法提供新的思路和方法。针对荷载试验实测值样本量小的问题,对人工神经网络模型样本的选择、网络结构设计和输入输出数据预处理方法进行分析,结合灰色系统理论的全信息、新陈代谢非等步长模型对建立的桥梁极限承载力预测模型进行改进,编制了相应计算程序。该极限承载力预测方法以静载试验挠度测试结果为依据,能够充分反映了桥梁在荷载作用下真实的受力性能,且桥梁静载试验的挠度测试简单可靠,不需要复杂的电测,因此,具有较高的推广应用价值。　　 (6)本文介绍了华村大桥荷载试验及结论,并以华村大桥静载试验的中间跨跨中截面分级加载挠度测试结果为依据,采用该截面极限承载力计算分析理论值和GM(1,1)模拟值作为训练样本的神经网络法对该截面的极限承载力进行预测和承载能力评定,取得良好效果,结果说明该桥不仅满足设计荷载的承载力要求,而且有较大的剩余承载能力。
作者：	韦立林
专业：	结构工程
导师：	秦荣
授予学位：	博士
授予学位单位：	广西大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文