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基于测试数据的桥梁模型修正方法研究
| 论文题名： | 基于测试数据的桥梁模型修正方法研究 |
| 关键词： | 有限元模型修正;荷载试验;测试数据;目标函数;柔性悬索桥 |
| 摘要： | 随着我国公路与铁路等基础建设的开展，我国桥梁规模与数量越来越大。不论是新建的桥梁还是在役桥梁，它们的承载能力总是受到桥梁研究者以及相关部门的关注。成桥荷载试验与加固后桥梁的荷载试验是检测桥梁承载力的有效手段。然而，荷载试验时间比较长，且需要封闭交通，对道路畅通造成不利影响。根据图纸设计参数建立的有限元模型是荷载试验布载方案制定以及测试数据对比的重要参照，有限元模型的计算值与荷载试验的测试值存在比较大的差异。 本文通过研究有限元模型的修正方法，构造不同的目标函数，在ANSYS有限元平台，通过一个工字钢简支梁的数值算例，通过人为对其相关参数的折减造成数值模型的损伤，求出损伤后有限元模型的特定结点的位移值以及频率作为测试值，通过测试值构造不同目标函数，对比分析基于静力单目标函数、基于动力单目标函数以及联合静动力目标函数对模型修正效果，通过此数值算例，验证此有限元模型修正方法的正确性。 后续章节以寂静特大桥荷载试验为工程背景，用荷载试验测试值构造上述目标函数，分别对有限元模型中主梁与桥墩的相关参数进行修正，修正后的有限元模型计算值与测试数据之间的误差有明显的减小，与测试数据较之修正前更加吻合，修正后的模型更能体现实桥的静动力特征。 本文结尾探究了大跨度柔性悬索桥青草背长江大桥有限元模型修正方法，以荷载试验中工况下主梁测点挠度测试数据构造目标函数，对青草背长江大桥有限元模型中主梁的弹性模量和抗弯惯性矩以及截面面积、主缆的等效弹模修正，然后以有限元模型主梁挠度计算值与测试数据对比，评价基于主梁测点挠度测试值构造的单目标函数的修正方法。 经过数值算例与实桥对有限元模型修正方法的验证，说明修正后的模型比按照图纸设计参数建立的有限元模型分析结果更接近荷载试验测试数据，更能反映桥梁的实际状况，修正后的模型可以为桥梁服役期的养护运营提供参考，可通过修正后的有限元模型对该桥进行荷载承载力评定。 |
| 作者： | 焦宇 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王小松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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