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《基于車橋耦合振動分析的公路橋梁損傷識別方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文基于車橋耦合振動分析的公路橋梁損傷識別方法研究姓名：邑強申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師：朱勁松2011-12摘要公路橋梁作為市政基礎(chǔ)設(shè)施和城市交通網(wǎng)絡(luò)體系的重要組成部分，一旦發(fā)生事故，會造成城市交通的擁堵與中斷，經(jīng)濟損失巨大，社會影響面廣。對現(xiàn)有橋梁進行損傷檢測，及早發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的缺陷或者損傷，及時進行維修加固，對保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全運營，避免橋梁倒塌事故的發(fā)生具有重要意義。現(xiàn)有的橋梁結(jié)構(gòu)損傷診斷方法有很多，但大部分都處在仿真研究階段，缺乏工程實際應(yīng)用的檢驗。少數(shù)在實際工程中嘗試應(yīng)用的方法，其效果也不太理想，存在一定的局限性。因此，有必要
2、開發(fā)新的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法，提高損傷識別方法的實用性。根據(jù)已有研究成果，本文以公路橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究為主題，主要進行了以下研究：1、將車輛簡化為4個自由度的整車模型，根據(jù)D'Alembert原理推導(dǎo)了車輛振動方程，將橋梁離散為二維有限元模型，根據(jù)車輛與橋梁接觸點處位移與力的協(xié)調(diào)條件，提出車橋耦合振動方程；采用Newmark一13算法，在MATLAB環(huán)境下編制了車橋耦合振動數(shù)值模擬程序VBAP-1；2、根據(jù)車橋耦合振動動力模型理論，采用Newmark-13算法，基于MATLAB環(huán)境與ANSYS的“APDL”語言開發(fā)了一套車橋耦合振動數(shù)值模擬程序VBAP-2。該程序能
3、夠較方便的更換橋梁模型，通用性更強；3、利用車橋耦合振動分析程序VBAP．1對某下承式鋼管混凝土拱橋在移動汽車荷載作用下的動力效應(yīng)進行了數(shù)值模擬，分析了結(jié)構(gòu)阻尼、橋上路面粗糙度、車重、車速以及車輛參數(shù)對吊桿應(yīng)力沖擊系數(shù)、撓度沖擊系數(shù)的影響；4、提出了一套基于車橋耦合振動響應(yīng)與靜力試驗數(shù)據(jù)的公路橋梁損傷識別方法。該方法中完好狀態(tài)橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)通過VBAP．2程序模擬得到，橋梁損傷狀態(tài)下的動力響應(yīng)通過分布于橋梁主梁上的傳感器采集得到，基于橋梁結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)時程數(shù)據(jù)定義了位移能量損傷指標(biāo)，通過計算各測點的位移能量指標(biāo)識別出結(jié)構(gòu)損傷位置；隨后對橋梁結(jié)構(gòu)進行靜力加載試驗，根據(jù)靜力
4、試驗數(shù)據(jù)通過模型修正的方法識別結(jié)構(gòu)損傷程度。最后，以某簡支梁橋為算例，用文中所提損傷識別方法對一系列單損傷與多損傷工況進行了識別。識別結(jié)果證明了該套損傷識別方法的有效性。興雉詞：公路橋梁；損傷識別；車橋耦合振動；靜力試驗；沖擊系數(shù)；能量指標(biāo)ABSTRACTHighwaybridge，asanimportantpartofurbaninfrastructureandtransportnetworks，oncedamaged，willinterrupturbantransportconsiderablyandcausehugeeconomiclosses．Earlydetec
5、tionanddiagnosisoftheinherentdefectsorexistingdamagesofbridgesisessentialtoensurethesafetyofbridgesandavoidpotentialcollapse．Althoughmanydamagedetectionmethodsofbridgeshavebeenproposed，mostofwhichremaininsimulationstageandthey’veneverbeenexaminedbypracticalengineering．Amongthosemethods，af
6、ewhavebeentestedbypracticalapplicationbutprovedtobeineffectivewithlimitedutilization．Therefore，itisnecessaryandpropertodevelopanoveldamageidentificationmethodforbridges．Basedontheexistingaccomplishmentinthebridgedamagedetection，thefollowingstudiesareconductedwithemphasisonurbanbridgestruc
7、turaldamagedetectiontechnologies：1．Thevehicleismodeledasafour-degree-of-freedomsystemandthevibrationequationsofthevehiclemodelarededucedbytheD’Alembertprinciple．Thenfiniteelementmethodisusedtodiscretizebridgeandfiniteelementmodelissetup．Thevibrationequationsofvehicl
