【摘要】：隨著交通事業(yè)及城市建設(shè)的迅猛發(fā)展，交通網(wǎng)絡(luò)密度不斷增加。為了緩解交通擁堵和增強(qiáng)交通基礎(chǔ)設(shè)施與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性，越來越多的互通式立交橋被應(yīng)用到道路與道路的交叉中。由于受到地形、線形及空間的限制，立交橋中的主橋通往匝道或主線通往分支線的連接處通常需設(shè)置變寬度或變坡度或變曲率的異形橋梁結(jié)構(gòu)。目前該類橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論及受力特性分析方法嚴(yán)重滯后于其工程實(shí)際。至今都沒有形成系統(tǒng)、有效的動(dòng)力特性計(jì)算方法以及適用的損傷識(shí)別方法。 針對(duì)上述問題，以長(zhǎng)春市四環(huán)路硅谷大街立交橋中的T線下行0#臺(tái)-4#墩連續(xù)箱梁橋?yàn)橐劳泄こ�，結(jié)合吉林省交通廳科技項(xiàng)目“異形預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁受力特性分析及設(shè)計(jì)方法研究（2012-1-7）”，本文在異形連續(xù)梁橋的動(dòng)力特性計(jì)算和損傷識(shí)別方面開展了以下研究工作。 （1）分別建立了依托工程的空間三維有限元模型、梁格有限元模型以及單梁有限元模型，采用三種不同的有限元模型計(jì)算了其動(dòng)力特性。依據(jù)動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果，對(duì)三種有限元模型進(jìn)行了對(duì)比分析。 （2）由于結(jié)構(gòu)形式和受力狀態(tài)的復(fù)雜性，異形橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中有些設(shè)計(jì)參數(shù)（如截面剛度，鋼筋布置等）可能需要較多次數(shù)的修改。如果每修改一次，都重新建立有限元模型計(jì)算其動(dòng)力特性，這勢(shì)必會(huì)極大地消耗設(shè)計(jì)人員的精力，降低設(shè)計(jì)效率。針對(duì)這種情況，本文提出了異形連續(xù)梁橋動(dòng)力特性求解的攝動(dòng)方法。該方法基于基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和設(shè)計(jì)修改后的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣變化，便可以計(jì)算出修改后結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。基于提出的方法，分析了設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的敏感性，并對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化提出了一些合理化建議。 （3）同樣為了減少設(shè)計(jì)過程中動(dòng)力特性的計(jì)算工作量，本文提出采用雙協(xié)調(diào)自由界面模態(tài)綜合法來求解異形連續(xù)梁橋的動(dòng)力特性。該方法把異形連續(xù)梁橋分解為不變段和變化段兩個(gè)子結(jié)構(gòu)，基于子結(jié)構(gòu)的前幾階動(dòng)力特性，采用界面位移和對(duì)接力的協(xié)調(diào)條件來計(jì)算整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。為了滿足變化段設(shè)計(jì)修改的要求，進(jìn)而又提出了基于模態(tài)綜合和攝動(dòng)相結(jié)合方法的異形連續(xù)梁橋動(dòng)力特性求解方法。該方法首先采用攝動(dòng)方法求解變化段子結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，然后采用模態(tài)綜合法求解整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。 （4）在橋梁的運(yùn)營(yíng)階段，有時(shí)需要對(duì)其動(dòng)力特性進(jìn)行快速計(jì)算。針對(duì)此情況，提出了基于分段思想的異形連續(xù)梁橋動(dòng)力特性計(jì)算方法。該方法把橋梁劃分為若干小段，并用待定系數(shù)表示每一小段的振動(dòng)，通過邊界條件和約束條件求解出每一小段的待定系數(shù)，，并最終計(jì)算出整體橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。 （5）建立了異形連續(xù)梁橋-車輛耦合振動(dòng)模型，采用模態(tài)分析技術(shù)計(jì)算了車輛作用下橋梁的動(dòng)力特性。并探討了懸架剛度、輪胎剛度等車輛參數(shù)以及車輛位置對(duì)車輛作用下的異形連續(xù)梁橋動(dòng)力特性的影響。 （6）針對(duì)異形連續(xù)梁橋動(dòng)力特性的特點(diǎn)，形成了基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法，并且構(gòu)造了適用的損傷識(shí)別指標(biāo)。把損傷識(shí)別方法應(yīng)用到了依托工程的數(shù)值模擬計(jì)算中，驗(yàn)證了方法的有效性和可靠性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U448.215;U441

【參考文獻(xiàn)】

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1 謝云葉;謝基龍;楊廣雪;肖楠;周素霞;;基于改進(jìn)剩余柔度矩陣的自由界面模態(tài)綜合法[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

2 張懷靜;潘旦光;;變截面連續(xù)梁動(dòng)力特性的半解析解法[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

3 陳翰新;異形箱梁橋力學(xué)行為研究[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2005年06期

4 杜金龍;郭少華;;損傷梁動(dòng)力特性的空間有限元分析[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年02期

5 劉濤;李愛群;丁幼亮;;小波分析在結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別中的應(yīng)用[J];地震工程與工程振動(dòng);2008年02期

6 巨建民,徐恩彤,郭吉坦,畢巧巍,曹志軍;固定界面子結(jié)構(gòu)模態(tài)綜合法再研究[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);1999年03期

7 趙玲;李愛群;;基于單元應(yīng)變能變化率的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年06期

8 孫國(guó),顧元憲;連續(xù)梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別的改進(jìn)柔度陣方法[J];工程力學(xué);2003年04期

9 謝峻,韓大建;一種改進(jìn)的基于頻率測(cè)量的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法[J];工程力學(xué);2004年01期

10 劉暉,瞿偉廉,袁潤(rùn)章;基于應(yīng)變能耗散率的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究[J];工程力學(xué);2004年05期

本文編號(hào)：2421789