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原文传递双曲拱桥病害原因分析及诊断

论文题名：	双曲拱桥病害原因分析及诊断
关键词：	双曲拱桥;有限元分析;反问题;遗传算法;诊断
摘要：	双曲拱桥是中国20世纪60-70年代建设最多的一种拱桥型式,由于这种桥梁具有结构新颖、轻巧、省料、便于施工等优点,一经出现便在全国范围内得到大量的推广应用,为中国公路桥梁事业的发展做出了重大贡献.但是限于当时设计水平和荷载标准偏低,结构钢材用量少,双曲拱桥存在着先天不足,特别是在长期重荷载、大交通量的运营情况下,大部分双曲拱桥都出现了不同程度的病害,许多己成为危桥.如何处理这类桥梁病害,是交通主管部门目前最为关注的问题之一.要合理评价桥梁的病害状况,首先必须正确认识桥梁在不同环境下的结构特性及对结构中既有损伤的识别与定位,较为准确而定量的桥梁状况数据,才能较好地进行维护决策和资源的更合理的配置.近年来随着世界范围内结构损伤、老化及病害事故的增多,桥梁的诊断分析研究显得更为迫切.该论文基于这种思想,结合黄龙大桥的维修加固工程,从理论上对双曲拱桥的病害原因进行分析,并总结了常见的加固方法.论文建立了全桥的平面有限元模型,分析了在各种病害情况下全桥的内力及结构位移的变化,计算数据反映了,拱顶拱肋损伤会造成某些截面的内力增大,结构的稳定性和耐久性降低;拱脚损伤可能引起结构体系改变;墩台位移会使上部结构产生较大的附加内力,使拱圈变形甚至于开裂,从而导致结构的受力体系发生改变等.损伤识别问题属于力学反问题.反问题是由结果推测原因,有可能出现解的不适定性,可以用遗传算法来解决这种高度非线性系统识别问题.遗传算法是一种通过模拟自然界生物进化过程的概率搜索最优解的方法.它区别于惯常的优化方法是可以寻找到全局优化解.论文通过遗传算法对全桥损伤(包括损伤位置和损伤程度)进行识别,结果表明遗传算法对双曲拱桥的主要病害识别有较好的精度.该论文综合了有限元方法和遗传算法的优点,对双曲拱桥全桥建立有限元模型,进行正反两方面的分析,方法和结论对双曲拱桥的维修加固都有一定的参考价值.
作者：	成琛
专业：	工程力学
导师：	沈成武
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2004
正文语种：	中文