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基于动测法的钢筋混凝土拱桥损伤识别模拟分析
| 论文题名： | 基于动测法的钢筋混凝土拱桥损伤识别模拟分析 |
| 关键词： | 钢筋混凝土拱桥;动力特性;损伤识别;模态分析;有限元模型 |
| 摘要： | 近年来，随着我国经济和交通事业的不断发展，大量低等级的公路被改建扩建，现役桥梁能否继续工作已成为公路建设的一件大事。我国的钢筋混凝土拱桥大部分建于上个世纪七、八十年代，由于超载运行、环境腐蚀等原因，目前已有不少桥梁发生不同程度的老化、破损，承载能力明显下降，危桥逐年增多。当桥梁出现了破损，如果不及时准确地对损伤进行检测与修复，将会危及人民群众的生命财产安全，造成国民经济的重大损失。因此，对钢筋混凝土拱桥进行损伤诊断与评估的研究具有重要的理论意义和实用价值。 由于结构的动力特性和结构参数直接相关，结构的损伤将引起相应动力特性的改变，因此，如果能够建立结构动力特性与结构损伤之间的映射关系，则可以利用结构振动测试信息来实现结构的损伤判别。按照采用数据和识别原理的不同，大致可以分为基于频率的方法、基于振型的方法、基于柔度的方法等，但是这些方法大多只是对简单结构的损伤诊断，对于钢筋混凝土拱桥这种复杂结构，目前尚缺少有效的方法。本文在总结以往结构损伤诊断相关文献的基础上，将基于结构固有频率变化比、曲率模态差、模态应变能差及柔度差的损伤识别方法应用于钢筋混凝土拱桥的损伤诊断，进行了一系列的对比分析。本文的主要研究成果有： （1）在查阅了国内外相关研究文献的基础上，总结了桥梁结构动力损伤诊断的研究概况和主要损伤诊断方法。 （2）查阅国内外相关研究文献，总结了影响钢筋混凝土拱桥动力特性的因素。建立多个不同跨径、不同型式的钢筋混凝土拱桥有限元模型，分别对其进行了模态分析，对计算结果进行了比较分析，总结了钢筋混凝土拱桥的振动特性。 （3）建立一120m钢筋混凝土箱型肋拱桥的有限元模型，模拟多种损伤状况，即单一损伤、多处损伤、不同损伤位置、不同损伤程度等工况，运用固有频率变化比法、曲率模态法、模态应变能差法及柔度差法对这些损伤工况进行诊断。计算结果表明，固有频率变化比法能方便地判断是否发生损伤，而基本不能用于损伤位置和损伤程度的识别；柔度差法不能对拱脚附近的损伤进行识别，对于其他位置的损伤能够识别；曲率模态差法、模态应变能差法及柔度差法都能在一定程度上定性地反应损伤程度。在识别的过程中应尽可能的采用多种方法，这样使损伤识别有更高的可靠性。 |
| 作者： | 徐伟 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 邹毅松;王银辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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