原文传递
钢管混凝土拱桥模型的设计和损伤静动力分析
| 论文题名： | 钢管混凝土拱桥模型的设计和损伤静动力分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;损伤识别;曲率模态;静动力分析 |
| 摘要： | 近十几年来,钢管混凝土拱桥以受力合理、施工简便和造型美观等优点在我国得到了广泛的应用和迅速发展。但是,随着桥梁的运营,许多桥梁发生了不同程度的损伤,有的桥梁甚至坍塌。因此,急需发展有效合理的科学方法,以保障该种结构的安全运行,防止断裂坍塌等灾难事故的发生。 本文首先以汕头光华桥为原型。该桥为钢管混凝土下承式系杆拱桥,依据模型相似原理,利用大型通用有限元分析软件ANSYS,建立了该桥和模型桥的平面有限元模型进行了静力分析和瞬态分析,设计并建造了该桥的模型。然后,建立了光华桥和模型桥的三维空间有限元模型,进行了模态分析,得出了结构的前十阶频率和振型,并进行了分析和比较。 吊杆损伤是钢管混凝土中承式和下承式拱桥常见损伤,也是比较严重的损伤。因此,本文研究了吊杆不同损伤情况下,对结构静力和动力特性产生的影响。分析结果表明:当吊杆损伤时,吊杆自身轴力减小,同平面内与其左右相邻的两根吊杆的静拉力显著增大,而其余的吊杆拉力变化很小;吊杆损伤引起的固有频率和振型变化较小,其中第三阶竖弯模态频率和振型变化最大。纵梁模态曲率对吊杆损伤比较敏感,特别是二阶竖弯模态曲率差能很好地识别吊杆的损伤位置。最后提出了一种静动力综合分析法来进行吊杆损伤位置的识别,该方法综合运用频率变化、纵梁模态曲率差和吊杆轴力变化识别损伤吊杆的位置。 最后进行了模型桥梁的成桥检测试验,包括静载、动载和动力试验。静载试验表明,桥梁的整体刚度较大,整体性好,实测应力小于设计值,表明混凝土梁和拱肋强度符合设计要求。动力试验实测频率与理论值相差较大,需要进行进一步试验和对有限元模型进行修正。 |
| 作者： | 王素娟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 谢慧才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 汕头大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
