面向健康診斷的懸索橋損傷靈敏度模型試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)的發(fā)展，以及高強(qiáng)度材料的應(yīng)用，橋梁結(jié)構(gòu)正向大跨度、輕柔化的方向發(fā)展。由于具有跨越能力大、結(jié)構(gòu)輕型美觀的優(yōu)點(diǎn)，懸索橋已成為特大跨度橋梁的首選橋型。 橋梁結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生各種各樣的損傷，必然導(dǎo)致橋梁承載能力和耐久性的降低，甚至影響到運(yùn)營(yíng)的安全。世界上發(fā)生的幾起橋梁倒塌和報(bào)廢事故，使人們逐漸認(rèn)識(shí)到橋梁健康診斷的重要性和迫切性。為保證大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，需要在施工及運(yùn)營(yíng)階段對(duì)橋梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)

2、。大型工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)與診斷的研究已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界、工程界研究的新熱點(diǎn)。在眾多的研究中，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)，特別是懸索橋，采用整體試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行的健康診斷試驗(yàn)研究還很少。 本文通過(guò)對(duì)收集到的國(guó)內(nèi)外大跨度懸索橋的設(shè)計(jì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以構(gòu)想中的1座跨度達(dá)1000m的懸索橋?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)和虛擬原橋比例為1：100的懸索橋模型進(jìn)行了靜載試驗(yàn)和損傷模擬試驗(yàn)。借助該試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，同時(shí)輔助于有限元數(shù)值模型，首先分析了懸索橋模型的靜動(dòng)力特性，然后對(duì)懸

3、索橋結(jié)構(gòu)的可能的損傷情況(包括異常狀態(tài))進(jìn)行了模擬，觀測(cè)和記錄了結(jié)構(gòu)的主要靜動(dòng)態(tài)響應(yīng)，基于試驗(yàn)、理論和數(shù)值分析探討了懸索橋結(jié)構(gòu)的主要靜動(dòng)態(tài)響應(yīng)的變化規(guī)律和靈敏度特性。通過(guò)試驗(yàn)研究和有限元計(jì)算得出以下主要結(jié)論： (1)加勁梁的撓度對(duì)懸索橋主纜的損傷反應(yīng)很敏感，對(duì)結(jié)構(gòu)的局部損傷反應(yīng)甚微； (2)應(yīng)力應(yīng)變對(duì)結(jié)構(gòu)的局部損傷反應(yīng)比較敏感； (3)橋塔兩側(cè)和錨固處的主纜拉力對(duì)主纜的損傷靈敏程度較高，尤其是錨固處，應(yīng)作為重點(diǎn)關(guān)