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斜拉桥斜拉桥结构受力性能检测与安全评价技术

收藏本文 2024-04-16 点赞:6989 浏览:21812 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:目前斜拉桥的主跨跨径已突破千米量级,在向着长大、轻型化方向进展,但作为多次超静定柔性结构,其设计、施工以及检测评价仍有着需进一步改善的技术不足,如索塔锚固区局部承压、施工阶段索力优化、成桥及运转后工作性能评价办法等均有待于深化探讨。本论文依托大佛寺长江大桥检测试验项目,对索塔桥梁结构性能检测技术与相关论述不足进行了探讨,包括其结构模态识别策略、索塔锚固区受力性能、数值模拟施工、成桥运营下索力和主梁受力浅析等,并将探讨成果用于了实际工程,取得了良好的效果。本论文的主要革新成果如下:1.基于连续Morlet小波变换论述,给出了带宽参数的抗频混条件,提出了变带宽参数连续小波变换策略,达到了时域下频域分辨率的要求,减小了数据预测延拓数量;并进一步采取基于径向基神经网络的自回归模型策略,解决了实测自由衰减信号的有效长度不足等不足。大佛寺长江大桥工作性能实测表明,提出的变带宽参数连续小波变换策略优于传统的特点系统实现算法。2.提出了斜拉桥索塔锚固区受力浅析的力学模型与策略。用该策略对大佛寺长江大桥斜拉桥索塔锚固区进行空间应力浅析,结果表明,所提出的策略可较好的实现对索塔锚固区应力状态的数值模拟。3.基于Midas/Civil软件中Cable Force Tuning功能,进行了斜拉桥索力调整功能的二次开发,实现了斜拉桥索力调整的精细化。用该二次开发后扩充功能的软件,计算所得大佛寺长江大桥成桥的索力与设计值符合较好。主要结论:1.变带宽参数的连续小波变换策略能准确的对非平稳信号进行延拓,小波变换策略的识别结构模态的结果具有较高的精度。2.对大佛寺长江大桥斜拉桥索塔锚固区采取新型的布束方式,可以充分发挥钢束的预拉力性能。3.对Midas/Civil中斜拉桥调整索力功能的二次开发后,提升了对大佛寺长江大桥的计算的精度,并计算得到了大佛寺长江大桥主梁施工阶段各梁段累计计算挠度值,以及最不利工况的结构内力变化走势,实用性强。4.用本论文探讨成果,对大佛寺大桥动力特性和动力响应进行了检测,得出了该大桥发生车桥耦合振动的可能性极小、其动力性能正常、结构仍具有良好的性能、满足桥梁正常利用要求的重要结论,为工程实际提供了关键技术支撑。关键词:斜拉桥论文受力性能论文模态识别论文结构检测论文安全评价论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-16

    第1章 绪论16-37

    1.1 斜拉桥的进展近况16-18

    1.2 斜拉桥施工阶段的监测与检测探讨近况18-19

    1.3 结构模态识别论述探讨近况19-20

    1.4 斜拉桥索塔锚固区受力性能浅析近况20-28

    1.4.1 塔柱拉索锚固区锚固构造浅析20-26

    1.4.2 索塔锚固区节段受力浅析探讨近况26-28

    1.4.3 索塔锚固结构的选型28

    1.5 斜拉桥施工历程内力浅析探讨近况28-35

    1.5.1 倒拆法29-31

    1.5.2 内力平衡法31-32

    1.5.3 最小弯曲能量法32-34

    1.5.4 影响矩阵法34-35

    1.6 本论文的主要内容35-37

    第2章 结构模态识别论述探讨37-60

    2.1 一般粘性阻尼系统37-42

    2.2 模态试验技术42-44

    2.2.1 最佳激励位置42-43

    2.2.2 最佳测试点的精度要求43

    2.2.3 模态空间的最佳估计法43-44

    2.3 小波滤波降噪处理策略44-50

    2.3.1 小波变换介绍45

    2.3.2 小波降噪介绍45-50

    2.4 连续小波变换的桥梁模态参数识别50-59

    2.4.1 Morlet 小波函数性质51

    2.4.2 变带宽参数的连续 Morlet 小波变换51-52

    2.4.3 基于连续 Morlet 小波变换的模态参数识别52-53

    2.4.4 信号预测延拓53-56

    2.4.5 工程实例56-59

    2.5 本章小结59-60

    第3章 斜拉桥索塔锚固区受力性能浅析60-100

    3.1 接触不足的弹性力学解60-65

    3.2 一般情况弹浅析65-69

    3.2.1 弹浅析65-68

    3.2.2 锚环与垫板、混凝土接触不足的弹性力学解68-69

    3.3 锚固区环向钢束预应力改善措施69-76

    3.3.1 预应力损失基本论述69-73

    3.3.2 小半径大吨位预应力钢筋损失的特点73

    3.3.3 准确计算有效应力、减少预应力损失的措施73-75

    3.3.4 低回缩环向预应力锚固结构75-76

    3.4 工程概况76

    3.5 实桥索塔锚固区有限元计算模型76-80

    3.5.1 有限元模型的建立76-77

    3.5.2 边界条件77

    3.5.3 预应力混凝土的处理77-78

    3.5.4 计算荷载78-79

    3.5.5 荷载工况79-80

    3.6 计算结果及浅析80-99

    3.6.1 工况一作用下 S11 塔段索锚区应力计算结果81-84

    3.6.2 工况二作用下 S11 塔段索锚区应力计算结果84-88

    3.6.3 工况三作用下 S11 塔段索锚区应力计算结果88-91

    3.6.4 工况四作用下 S11 塔段索锚区应力计算结果91-94

    3.6.5 工况五作用下 S11 塔段索锚区应力计算结果94-97

    3.6.6 各工况下预应力钢束的应力值97-98

    3.6.7 应力集中现象浅析98-99

    3.7 本章小结99-100

    第4章 斜拉桥施工阶段索力优化及内力浅析100-121

    4.1 概述100

    4.2 工程背景100-102

    4.3 有限元模型的建立102-103

    4.3.1 模型基本概况102

    4.3.2 模型要点阐述102-103

    4.4 合理成桥索力的确定103-108

    4.4.1 优化模型的建立103-105

    4.4.2 成桥初拉力的计算105

    4.4.3 成桥索力计算105-108

    4.5 斜拉桥施工阶段正装迭代法浅析108-120

    4.5.1 施工策略及施工阶段109

    4.5.2 施工阶段仿真浅析109-114

    4.5.3 各梁段累计挠度计算结果和浅析114-115

    4.5.4 各梁段上、下缘应力计算结果浅析115-119

    4.5.5 索塔塔顶偏移计算结果浅析119-120

    4.6 本章小结120-121

    第5章 斜拉桥运营阶段检测及安全评价技术探讨121-146

    5.1 桥梁检测编号原则122-125

    5.2 外观质量调查125-132

    5.2.1 主塔外观及塔内锚头检查结果125-129

    5.2.2 斜拉索检查结果129-132

    5.3 恒载下索力检测结果132-135

    5.4 主桥动力试验135-145

    5.4.1 试验策略135-137

    5.4.2 测试工况137

    5.4.3 动力测试137-144

    5.4.4 动力测试结果浅析144-145

    5.5 本章小结145-146

    第6章 结论及展望146-149

    6.1 主要结论146-147

    6.2 倡议及展望147-149

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