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原文传递基于有限元模型修正的多梁式桥梁移动荷载识别

论文题名：	基于有限元模型修正的多梁式桥梁移动荷载识别
关键词：	公路交通;多梁式桥梁;有限元模型修正;移动荷载识别
摘要：	公路交通荷载调查是确定新桥设计荷载、桥梁时变可靠性分析、既有桥梁剩余寿命预测、极限承载能力计算以及随机车流仿真模拟等研究的重要基础之一。而横向位置和车重参数识别是交通荷载调查至关重要的内容。以往的车重通常采用动态称重设备(WIM)进行采集。但由于安装复杂和养护费较高等不足，使得这种方法具有很大的局限性。在这种情况下，由桥梁动响应间接识别移动车辆荷载的方法应运而生。但是，这些方法均存在不同程度的局限性，不宜进行数据量庞大的交通荷载识别。因此，提出一种简单、快速、有效的移动荷载识别方法，确定大规模交通荷载的各关键参数，具有非常重要的意义。　　首先对既有移动荷载识别的理论和方法进行回顾，在此基础上提出了一种基于有限元模型修正的多梁式桥梁移动荷载识别方法，并详细阐述该方法的思路及关键技术，然后以简支空心板梁桥和连续T梁桥为工程实例进行移动荷载识别，验证识别方法的准确性和可靠性，然后利用该识别方法按车型分类批量识别出交通荷载调查中所有单车过桥车辆的横向位置及车重参数。本文主要研究内容为：　　 1、以有限元模型修正、低通滤波器设计以及多梁式车桥耦合振动程序为基础，提出了基于有限元模型修正的多梁式桥梁移动荷载识别方法。对移动荷载识别的基本思路进行详细说明，阐述有限元模型修正理论，滤波设计方法，并介绍多主梁车桥耦合振动分析思路，编制相应分析模块；　　 2、以一座简支空心板梁桥为工程实例，首先采用Butterworth低通滤波器对现场24小时采集到的所有过桥车辆产生的桥梁动位移信号进行滤波处理，提取静力响应极值，并严格按照车型进行分类统计；其次通过对观测桥梁进行基于静力试验的有限元模型修正，建立能够反映桥梁真实状态的基准有限元模型；然后将修正后的有限元模型输入至自行研制的多梁式车桥耦合振动程序，以车型和行驶车道为单位，计算并绘制横向位置识别曲线和车重识别曲面；以静力响应极值为依据，进行分车道、分车型的移动荷载识别，并对识别结果的准确性验证；最后按照车型、车道分类批量识别全天5022辆单车过桥车辆的参数，并对识别结果进行分析。　　 3、选取一座六跨连续T梁桥为工程实例，首先将采集到两时段324辆车的动态信号进行滤波，提取静力响应极值；其次静力修正后有限元模型输入多梁式车桥耦合振动程序，计算并绘制横向位置识别曲线和车重识别曲面；对不同车型横向位置识别曲线坐标值进行对比，验证分类方法的可行性；以静力响应极值为依据，识别移动荷载，并对识别结果的准确性验证；最后批量识别两样本全部单车过桥车辆的参数，并对识别结果进行分析。通过以上过程对识别方法的适用性进行验证。
作者：	乔磊
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	黄平明;韩万水
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文