重慶石板坡長江大橋復線橋基于靜動力的模型修正.pdf

1、橋梁結構整個生命周期內靜動力響應值的實際狀況一直是工程研究領域關注的問題。通過有限元計算程序對響應值進行估計是目前比較有效的方法，具有成本低、速度快等優(yōu)點。然而，由于各種簡化和假定，依據設計圖紙建立的橋梁初始有限元模型的靜動力響應計算結果與試驗測量結果之間往往存在不同程度的差異。因此，如何對初始有限元模型進行修正，使其理論計算值趨近于結構的實際響應值是一個具有重要理論和實用意義的研究方向，模型修正技術及結果可應用于結構的靜動力響應分析、

2、損傷識別、健康監(jiān)測和安全評估等方面。 本文以石板坡長江大橋復線橋為工程背景，提出了一種利用通用有限元程序和數學軟件相結合的模型修正方法，通過數值模擬來驗證該方法的可行性，并將其應用于實橋的有限元模型修正。完成的主要工作有： ①在系統(tǒng)闡述已有模型修正方法的基礎上，提出了一種基于靈敏度分析和SOP算法的參數型有限元模型修正方法：首先，依據工程經驗和靈敏度分析結果選取模型的待修正參數；然后，構造待修正參數及其關于結構響應的靈敏

3、度值與結構響應值之間的優(yōu)化目標函數；最后通過假定待修正參數關于結構響應的靈敏度值在小范圍內保持不變，將參數優(yōu)化轉化為一系列靈敏度不變的子優(yōu)化問題進行求解。這種方法將通用有限元程序與數學軟件有機結合，不僅使計算量大大減少，而且方便簡單地實現了大型結構的模型修正，便于工程應用。 ②建立了石板坡長江大橋復線橋的初始有限元模型，并對建模過程中一些不確定因素與待修正參數的關系進行了討論。 ③以數值模擬的方式，采用本文提出的模型修正

4、方法來檢驗待修正參數經修正后能否收斂于人為設定的“真值”。模擬結果表明，經過三次子優(yōu)化問題的求解就能取得較好的修正結果，說明本文提出的有限元模型修正方法具有可行性和實用性。 ④采用單獨基于動力的模型修正方法對數值模型進行了修正，并用其模擬效果與本文提出的模型修正方法的模擬效果進行了對比，計算結果表明，后者的修正效能更具優(yōu)越性。 ⑤對石板坡長江大橋復線橋進行了成橋荷載試驗，并運用本文提出的模型修正方法對該橋的初始有限元模型