拉索損傷對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)性能影響研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大跨橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)已成為近年來的研究熱點(diǎn).SHM主要是通過布置在結(jié)構(gòu)上的傳感器,對(duì)結(jié)構(gòu)工作狀況進(jìn)行長(zhǎng)期的在線監(jiān)測(cè),獲得橋梁在運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)真實(shí)響應(yīng),并有效利用監(jiān)測(cè)信息反演結(jié)構(gòu)的狀態(tài),進(jìn)而進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)安全可靠性評(píng)估.對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性態(tài)的分析研究是進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)識(shí)別和損傷診斷與安全可靠性評(píng)估的基礎(chǔ).該文以潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?以拉索損傷為切入點(diǎn),研究了拉索損傷對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力性能的影響.根據(jù)不

2、同的工作階段和分析目的,應(yīng)建立不同層次的有限元分析模型.該文研究了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)不同階段的建模策略,認(rèn)為對(duì)于拉索損傷情況下的整橋結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力力分析可以采用空間桿系有限元模型進(jìn)行研究.根據(jù)空間桿系有限元模型的有關(guān)簡(jiǎn)化理論,建立了潤(rùn)揚(yáng)斜拉橋的三維有限元模型,并運(yùn)用基于靈敏度分析的模型修正理論,結(jié)合實(shí)橋動(dòng)力測(cè)試結(jié)果對(duì)有限元模型進(jìn)行了修正,使建立的模型較好地反映了實(shí)橋的真實(shí)狀況.對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)中易發(fā)生的拉索損傷的原因和特點(diǎn)作了分析.根據(jù)拉索的受力特

3、點(diǎn)(單軸受力)和幾何損傷有關(guān)理論,包括有效應(yīng)力概念和應(yīng)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(chǔ)上,首先分析了橋梁結(jié)構(gòu)完好狀態(tài)下在恒載、車輛荷載作用下的靜、動(dòng)力響應(yīng),以此作為損傷分析的參考狀態(tài).對(duì)拉索不同的損傷位置和同一位置處不同的損傷程度進(jìn)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(jié)構(gòu)參數(shù)的變化特征;針對(duì)拉索損傷對(duì)斜拉橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響,分析了各階振動(dòng)模態(tài)對(duì)拉索材料參數(shù)的靈敏度