梁式橋有限元模型建立與修正及其應(yīng)用.pdf

1、目前，在我國的運輸線上存在大量的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)。在服役過程中，這些橋梁不可避免的要受到環(huán)境侵蝕、各種荷載的長期效應(yīng)、材料老化等各種不利因素的影響，造成橋梁結(jié)構(gòu)的損傷，以至承載力降低。僅僅依靠現(xiàn)場檢測的結(jié)果很難對橋梁結(jié)構(gòu)的損傷程度做出精確的診斷和評估。隨著有限單元法理論的完善和成熟，目前對橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)值仿真模擬已經(jīng)可以實現(xiàn)，將數(shù)值模擬和實橋無損檢測相結(jié)合對橋梁結(jié)構(gòu)進行損傷識別、狀態(tài)評估和預(yù)測已成為各國學(xué)者研究的重心。
　　建立一

2、個滿足工程精度的有限元模型是分析的關(guān)鍵，以中華大橋為背景，利用大型通用有限元軟件ABAQUS建立了中華大橋的精細有限元模型，通過有限元模型計算結(jié)果與實測的橋梁靜動力特性進行對比，說明在模擬橋梁真實的受力行為和工作狀態(tài)時，工程有限元模型應(yīng)用的局限性和精細有限元模型的有效性。并探討了橋面鋪裝層、預(yù)應(yīng)力損失和單元劃分大小對橋梁模態(tài)頻率和跨中撓度的影響。
　　由于建立的有限元模型是按圖紙建立的，而實際橋梁在建立的過程中會受到施工條件的限制

3、，有限元模型與實際橋梁不可避免的存在誤差。本文建立了基于正交試驗的響應(yīng)面模型，利用F值檢驗，計算了設(shè)計參數(shù)的顯著性，選擇顯著性大的參數(shù)作為模型修正參數(shù)，構(gòu)造響應(yīng)面模型，通過決定系數(shù)R2和相對均方根誤差(RMSE)對響應(yīng)面模型的有效性做出評價。應(yīng)用基于正交試驗的響應(yīng)面模型和遺傳算法對中華大橋的精細有限元模型進行修正，然后利用大橋的實測模態(tài)頻率和靜力下的跨中撓度與修正后的有限元模型計算值比較，結(jié)果表明:基于響應(yīng)面模型和遺傳算法的有限元模型修

4、正方法，修正效率得到大大提高，精度可以滿足工程的要求;修正后的有限元模型能夠比較準確地反映橋梁實際結(jié)構(gòu)的靜力和動力特性。基于響應(yīng)面模型和遺傳算法修正后的有限元模型可以用于大橋的損傷識別、狀態(tài)評估和疲勞分析。
　　基于修正后的中華大橋精細有限元模型，分別對大橋的極限承載力和疲勞車輛荷載作用下的動態(tài)響應(yīng)進行分析。通過極限承載力分析，評估橋梁的剩余承載力，并且給出了極限承載力作用下的應(yīng)力分布，從而揭示了結(jié)構(gòu)的損傷部位與環(huán)節(jié)，改進設(shè)計。通