拉索損傷對斜拉橋結構性能影響研究.pdf

1、隨著科學技術和社會經濟的發(fā)展,大跨橋梁結構健康監(jiān)測(SHM)已成為近年來的研究熱點.SHM主要是通過布置在結構上的傳感器,對結構工作狀況進行長期的在線監(jiān)測,獲得橋梁在運營狀態(tài)下的結構真實響應,并有效利用監(jiān)測信息反演結構的狀態(tài),進而進行橋梁結構安全可靠性評估.對橋梁結構性態(tài)的分析研究是進行結構狀態(tài)識別和損傷診斷與安全可靠性評估的基礎.該文以潤揚長江大橋斜拉橋為工程背景,以拉索損傷為切入點,研究了拉索損傷對橋梁結構靜、動力性能的影響.根據(jù)不

2、同的工作階段和分析目的,應建立不同層次的有限元分析模型.該文研究了結構健康監(jiān)測不同階段的建模策略,認為對于拉索損傷情況下的整橋結構靜、動力力分析可以采用空間桿系有限元模型進行研究.根據(jù)空間桿系有限元模型的有關簡化理論,建立了潤揚斜拉橋的三維有限元模型,并運用基于靈敏度分析的模型修正理論,結合實橋動力測試結果對有限元模型進行了修正,使建立的模型較好地反映了實橋的真實狀況.對斜拉橋結構中易發(fā)生的拉索損傷的原因和特點作了分析.根據(jù)拉索的受力特

3、點(單軸受力)和幾何損傷有關理論,包括有效應力概念和應變等原理,提出拉索損傷在有限元分析中的表征方法.在以上有限元模型的基礎上,首先分析了橋梁結構完好狀態(tài)下在恒載、車輛荷載作用下的靜、動力響應,以此作為損傷分析的參考狀態(tài).對拉索不同的損傷位置和同一位置處不同的損傷程度進行了大量的數(shù)值模擬,分析研究了拉索損傷引起的斜拉橋主梁線形和拉索索力等結構參數(shù)的變化特征;針對拉索損傷對斜拉橋結構動力特性的影響,分析了各階振動模態(tài)對拉索材料參數(shù)的靈敏度