下承式鋼管混凝土桁架拱橋模態(tài)參數(shù)敏感性分析.pdf

1、橋梁作為人類跨越障礙的手段和解決日益擁擠的城市交通的主要方式，在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中承擔(dān)著越來越重要的作用。但是隨著橋梁事故的頻發(fā)，現(xiàn)有橋梁的健康狀況引起了人們普遍的擔(dān)憂。因此如何對(duì)現(xiàn)有橋梁的狀況進(jìn)行有效的評(píng)估成為了研究的熱點(diǎn)。有限元模型修正是能對(duì)橋梁的狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法之一，其主要是不斷使用現(xiàn)場實(shí)測響應(yīng)數(shù)據(jù)修正結(jié)構(gòu)有限元分析仿真模型的過程，最終目的是修正后結(jié)構(gòu)有限元模型計(jì)算的響應(yīng)值與試驗(yàn)值能夠一致。由此得到基準(zhǔn)模型能夠很好的反映結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)

2、情況，能夠作為結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別、安全性評(píng)估以及加固方案制定的依據(jù)。但是在有限元模型修正的過程中存在著參數(shù)選取的盲目性、參數(shù)修改的重復(fù)性，需要進(jìn)行大量的計(jì)算，在進(jìn)行模型修正之前進(jìn)行模態(tài)參數(shù)的敏感性分析識(shí)別出敏感度較高的修正參數(shù)和有限元組合形式能夠很好的解決上述問題，因此模態(tài)參數(shù)敏感性分析在進(jìn)行模型修正中被大量的采用。
　　 本文所做的下承式鋼管混凝土桁架拱橋敏感性分析的研究工作主要如下:
　　 1、在介紹國內(nèi)外橋梁事故和橋梁安

3、全隱患的基礎(chǔ)上，引出了模態(tài)分析的概念、分類，介紹了基于環(huán)境激勵(lì)的模態(tài)實(shí)驗(yàn)。引入模型修正，著重介紹了模型修正的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。
　　 2、對(duì)模態(tài)參數(shù)識(shí)別當(dāng)中的頻域法進(jìn)行了介紹，指出了其優(yōu)缺點(diǎn)。引出運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別的內(nèi)容，著重介紹基于運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別的正交多項(xiàng)式曲線擬合法，并對(duì)該方法進(jìn)行了理論推導(dǎo)，同時(shí)指出其優(yōu)缺點(diǎn)以及在模態(tài)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用當(dāng)中的注意事項(xiàng)。
　　 3、運(yùn)用移動(dòng)測點(diǎn)法對(duì)某下承式鋼管混凝土桁架拱橋當(dāng)中的一跨進(jìn)行了運(yùn)行模態(tài)

4、實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)測的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)識(shí)別出了該跨拱橋的模態(tài)參數(shù)。參考工程圖紙以及規(guī)范利用大型通用有限元分析軟件ANSYS建立有限元模型，并計(jì)算出理論模態(tài)參數(shù)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)和理論模態(tài)參數(shù)，驗(yàn)證了模態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，指出其中存在的誤差。
　　 4、取材料的彈性模量作為修正量，改動(dòng)各工況選取的有限元單元的設(shè)計(jì)參數(shù)，得到相應(yīng)的模態(tài)參數(shù)（頻率、振型），并計(jì)算振型的模態(tài)置信度MAC以及彈性模量同步變化下頻率的敏感度，通過各工況的對(duì)比分析為