桁梁組合智能橋梁控制研究.pdf

1、橋梁是線路的咽喉要道，是公路鐵路項目的控制性工程，橋梁的安全健康是維持線路正常運行的必要保證。但現(xiàn)實情況中，由于結(jié)構(gòu)自然老化、不利環(huán)境影響以及車輛違規(guī)超載等種種原因，部分橋梁在運營過程中暴露出各種結(jié)構(gòu)損傷，直接影響到橋梁道路的健康運行，出現(xiàn)一種能適時加固、自我調(diào)節(jié)的智能橋梁很有必要。自上世紀90年代初智能結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)在土木建筑工程中以來，隨著新材料和新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，智能結(jié)構(gòu)的研究發(fā)展日益深入。在橋梁領域，利用光纖光柵進行橋梁健康監(jiān)測、

2、磁流變液阻尼器減小斜拉索風雨激振等應用已見諸于文，碳纖維混凝土的特性研究也有相關(guān)成果。但土木工程中的智能結(jié)構(gòu)現(xiàn)階段都不是完整意義上的智能結(jié)構(gòu)，它們大多都是采用半主動控制理論，對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，智能材料與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究和應用也主要集中在結(jié)構(gòu)健康的實時檢測與監(jiān)控、形狀自適應材料與結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)減振抗風降噪的自適應控制等三方面。 本文以桁架及梁的組合結(jié)構(gòu)為研究背景，在桁架結(jié)構(gòu)中聯(lián)入作動器形成自適應結(jié)構(gòu)，利用超靜定桁架結(jié)構(gòu)特性及作動器的調(diào)節(jié)功

3、能，來改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，以提高橋梁承載能力，并且考慮使用短切碳纖維短柱作為桁架中的關(guān)鍵桿件。文中所提出的智能橋梁是利用智能材料及智能控制系統(tǒng)，使得橋梁承載力能隨外界車載的變化而適時變化，具體來說，通過埋設在橋梁及駛上橋梁前的車道的上傳感器監(jiān)控橋梁的健康情況與外荷情況，經(jīng)中央控制系統(tǒng)處理分析反饋數(shù)據(jù)后，利用智能材料對橋梁承載能力進行提升加強，避免因車載超重造成橋梁損傷。本文主要研究的內(nèi)容是主動智能控制的實現(xiàn)問題，采用碳纖維混凝土在通電加熱