基于成橋荷載試驗的襄陽漢江五橋有限元模型修正.pdf

1、襄陽漢江五橋是典型的大跨度連續(xù)剛構(gòu)拱橋，拱肋與箱梁結(jié)合部位構(gòu)造復(fù)雜。利用成橋荷載試驗結(jié)果對漢江五橋進(jìn)行有限元模型修正，對于長期健康監(jiān)測具有重要價值。本文以襄陽漢江五橋為工程背景，首先研究分析了其整體有限元模型建立中幾個關(guān)鍵因素的影響，并對拱腳的構(gòu)造復(fù)雜部位進(jìn)行了局部有限元分析。在此基礎(chǔ)上利用成橋荷載試驗結(jié)果和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對初始有限元模型進(jìn)行修正，重點對拱腳部位的剛域合理尺寸及結(jié)構(gòu)參數(shù)楊氏模量的取值進(jìn)行了分析研究，最終獲得了合理可靠的

2、有限元模型。以下為本文具體開展的工作：
　?。?）在論文前半部分，主要針對襄陽漢江五橋整體有限元模型的合理成橋狀態(tài)進(jìn)行了研究。討論了拱肋采用梁單元或板單元、成橋吊桿力優(yōu)化、樁土效應(yīng)等的影響。并對拱腳有限元模型的局部應(yīng)力進(jìn)行了細(xì)部的分析，對比ANAYS與MIDAS軟件計算結(jié)果的差異，對可修正因素做出探討，為后期的模型修正奠定基礎(chǔ)。
　?。?）經(jīng)過對襄陽漢江五橋拱腳區(qū)域節(jié)點剛度的分析研究，結(jié)果表明在連續(xù)剛構(gòu)組合體系拱橋中，梁、拱

3、交匯處存在著明顯的剛域效應(yīng)。如果未將其納入基于荷載試驗的有限元模型修正考慮范圍，將會使結(jié)構(gòu)的荷載校驗系數(shù)產(chǎn)生較大的誤差。現(xiàn)有的建筑規(guī)范對于剛域的規(guī)定尚不明確，對于連續(xù)剛構(gòu)拱橋的剛域合理長度的確定需要做具體的分析研究。論文利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強大的自適應(yīng)性學(xué)習(xí)能力，在有限元模型設(shè)置不同剛域尺寸的情況下，針對有限元模型訓(xùn)練得到一組較佳的剛域尺寸，按此剛域尺寸修正的有限元模型的計算結(jié)果與靜載試驗實測數(shù)據(jù)比較吻合。
　?。?）考慮剛域效應(yīng)后多

4、數(shù)測點的撓度校驗系數(shù)提高至0.7~0.8內(nèi)，還未得到與工程實際結(jié)構(gòu)高度吻合的有限元模型。作為結(jié)構(gòu)的重要物理參數(shù)，楊氏模量的真實值會與規(guī)范設(shè)計值有一定的偏差。由于施工原因、材料老化、外部環(huán)境等影響因素，混凝土、拱肋與預(yù)應(yīng)力束的楊氏模量均需要修正。基于靈敏度考慮，將混凝土、鋼拱肋及預(yù)應(yīng)力束的彈性模量納入模型修正的考慮范圍，與剛域尺寸同時作為可調(diào)結(jié)構(gòu)參數(shù)。將彈性模量作為模型修正的主考慮因素，將剛域長度作為副考慮因素，采用均勻設(shè)計的方法進(jìn)行參數(shù)