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大跨度连续刚构桥动力特性测试与分析
| 论文题名： | 大跨度连续刚构桥动力特性测试与分析 |
| 关键词： | 连续刚构桥;动力特性;环境振动测试;模态分析;土木工程结构;结构损伤识别;环境振动法;桥梁结构;有限元模型 |
| 摘要： | 近二十年来，基于振动方法的土木工程结构损伤识别一直是研究的重点之一。基于环境振动法测试桥梁结构的振动特性，为识别桥梁结构损伤、破坏提供最基本的数据。桥梁的振动特性也是研究在风、汽车、地震等动力荷载作用下桥梁结构行为的基础。通常，基于设计图纸建立的桥梁三维有限元模型并不能很准确反映实际结构，必须利用实测手段，通过对桥梁动力特性的测量来修正和完善有限元模型。 本文以广珠高速公路西线珠江特大桥和广州南部快速路新龙特大桥为工程背景，对珠江、新龙两座大桥在主要施工阶段和通车前阶段的动力特性进行测试，开展大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的动力特性测试与基准有限元模型研究。主要的工作有： 首先，根据大跨度梁式桥主梁变截面的特点，推导了变截面梁单元刚度矩阵和质量矩阵，编制了相应的FORTRAN程序，理论计算与实测结果表明，建议的方法和程序具有较高的计算精度和更快的运算速度。 然后，针对珠江、新龙两座大跨度连续刚构桥进行了不同施工阶段多次的环境振动试验，获得两座大桥较多的动力特性测试数据，并识别了大桥在相应阶段的模态特性和基本物理参数，为建立大桥的基准有限元模型打下良好的基础。 通过对两座大桥的结构和约束参数的比较分析，发现桥体两端的边界条件对桥梁的振动特性的影响较大。简化的横向约束，会导致桥梁横向振动模态的失真。 最后，基于两座大桥在不同阶段的环境振动试验，建立了珠江、新龙两桥完整的空间基准有限元模型。该模型反映了桥梁在运营前，未有损伤情况下结构的真实动力行为，可作为进行复杂动力响应分析和桥梁长期健康监测、状态评估的基准。 本文的工作也为今后开展开展大跨度预应力混凝土连续刚构桥的状态监测和评估积累了较丰富的实测资料。 |
| 作者： | 梁文中 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 颜全胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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