基于非線性的斜拉橋靜、動力分析與健康監(jiān)測尋優(yōu)研究.pdf

1、大跨度斜拉橋以其優(yōu)美的造型、經(jīng)濟(jì)的跨徑和合理的結(jié)構(gòu)型式，近年來得到了長足的發(fā)展。本文著重圍繞其空間靜力線性和幾何非線性、空間動力分析和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測尋優(yōu)研究等方面內(nèi)容進(jìn)行了探討。全文分四章，第一章是概述；第二章分析了大跨度斜拉橋的空間幾何非線性；第三章分析了大跨度斜拉橋的空間動力特性；第四章對大跨度斜拉橋健康監(jiān)測系統(tǒng)尋優(yōu)研究做了分析。 斜拉橋結(jié)構(gòu)的幾何非線性主要來自：垂度效應(yīng)、梁柱效應(yīng)和大變形效應(yīng)。隨著跨徑的增大和結(jié)構(gòu)越來越柔細(xì)，

2、斜拉橋的幾何非線性也越來越明顯。本文在建立的靜力分析有限元模型的基礎(chǔ)上，分析了影響幾何非線性的三大因素在斜拉橋整體結(jié)構(gòu)中的作用。通過分析我們可以發(fā)現(xiàn)，考慮幾何非線性和不考慮幾何非線性對于拉索的索力影響不大，但是對于結(jié)構(gòu)的變形和彎矩等影響較大。 大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)在動力荷載的作用下，會加速結(jié)構(gòu)的損傷，增大振動變形和加速度，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)?dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)破壞。在第三章中，首先分析討論了橋梁結(jié)構(gòu)動力分析一般理論后，然后建立了“魚骨”模式的

3、空間動力分析有限元模型；其次考慮到在結(jié)構(gòu)離散中進(jìn)行了大量的簡化，有限元模型和實(shí)際結(jié)構(gòu)之間存在很大的差異，對有限元模型進(jìn)行修正；最后將修正后的模型應(yīng)用與結(jié)構(gòu)動力分析，并將動力分析結(jié)果和實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。 目前，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究尚處于理論研究和試驗(yàn)研究階段，尤其是其中的數(shù)據(jù)分析部分，尚沒有成熟的可以完全適用的損傷檢測方法，完整的自動的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還需要進(jìn)行原型研究和試驗(yàn)。第四章在著重分析了目前國內(nèi)外橋梁健康監(jiān)測中的損傷識別方