面向健康診斷的懸索橋損傷靈敏度模型試驗研究.pdf

1、隨著設(shè)計理論和施工技術(shù)的發(fā)展，以及高強度材料的應用，橋梁結(jié)構(gòu)正向大跨度、輕柔化的方向發(fā)展。由于具有跨越能力大、結(jié)構(gòu)輕型美觀的優(yōu)點，懸索橋已成為特大跨度橋梁的首選橋型。 橋梁結(jié)構(gòu)在長期使用的過程中難免會發(fā)生各種各樣的損傷，必然導致橋梁承載能力和耐久性的降低，甚至影響到運營的安全。世界上發(fā)生的幾起橋梁倒塌和報廢事故，使人們逐漸認識到橋梁健康診斷的重要性和迫切性。為保證大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，需要在施工及運營階段對橋梁進行監(jiān)測

2、。大型工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測與診斷的研究已經(jīng)成為國內(nèi)外學術(shù)界、工程界研究的新熱點。在眾多的研究中，對橋梁結(jié)構(gòu)，特別是懸索橋，采用整體試驗模型進行的健康診斷試驗研究還很少。 本文通過對收集到的國內(nèi)外大跨度懸索橋的設(shè)計資料進行統(tǒng)計分析，以構(gòu)想中的1座跨度達1000m的懸索橋為研究對象，對和虛擬原橋比例為1：100的懸索橋模型進行了靜載試驗和損傷模擬試驗。借助該試驗模型，同時輔助于有限元數(shù)值模型，首先分析了懸索橋模型的靜動力特性，然后對懸

3、索橋結(jié)構(gòu)的可能的損傷情況(包括異常狀態(tài))進行了模擬，觀測和記錄了結(jié)構(gòu)的主要靜動態(tài)響應，基于試驗、理論和數(shù)值分析探討了懸索橋結(jié)構(gòu)的主要靜動態(tài)響應的變化規(guī)律和靈敏度特性。通過試驗研究和有限元計算得出以下主要結(jié)論： (1)加勁梁的撓度對懸索橋主纜的損傷反應很敏感，對結(jié)構(gòu)的局部損傷反應甚微； (2)應力應變對結(jié)構(gòu)的局部損傷反應比較敏感； (3)橋塔兩側(cè)和錨固處的主纜拉力對主纜的損傷靈敏程度較高，尤其是錨固處，應作為重點關(guān)