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基于试验的沈阳二环跨线连续桥梁安全评价

作　者: 曾利梅
导　师: 张彬
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 跨线连续桥梁荷载试验有限元分析模糊综合评价安全评价
分类号: U447
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要

由于交通量的增长,及周围环境劣化的影响,桥梁的可靠性也随之大大降低,最终可能降低到规定的水平之下,如果这些技术状况不佳的桥梁得不到及时维修和加固,就可能带来更为惨重的代价。因此对桥梁结构的安全状况检测及正确评价是一项十分重要和具有极大社会与经济意义的工作。在参考一些专业文献的基础上,本文选取了运营了十多年的沈阳二环跨线连续桥梁作为安全研究对象,基于桥梁外观检测,静动载实验下桥梁的响应参数,现场试验结合ANSYS数值模拟,并结合模糊综合评价方法对桥梁的安全性做出评价,为桥梁的健康运营提供科学的依据。本论文结合工程实例具有实际的应用价值,主要研究成果如下:(1)本文利用ANSYS软件对沈阳二环跨线连续桥梁进行荷载工况组合模拟其受力状态,绘制出了全桥弯矩包络图,由此确定了连续箱梁桥的静力测试截面。(2)基于ANSYS建立的三维空间有限元模型,可以精确的计算桥梁结构在静载试验荷载作用下的挠度及应变,并对控制截面的挠度及应变随荷载增长的规律进行探讨。由实测的静力位移、应变值与理论的分析值,残余变形及裂缝等参量的比较,依据相关的规范标准指标对沈阳二环跨线桥梁结构在荷载作用下的工作性能及使用能力进行判断。(3)由ANSY对沈阳二环连续箱梁桥进行模态分析得到其前十阶频率值及振型图,以及实测的无障碍行车试验得到的实测动应变历程曲线,进行桥梁动态响应参数研究分析。(4)针对沈阳二环跨线连续桥梁,建立模糊综合评价模型,利用模糊综合评定方法将外观缺损检测结果、静载实验分析、动载实验分析三者结合起来,最终评定沈阳二环跨线连续梁安全等级并采取相应的措施。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 桥梁结构安全性能的综合评估内容及方法  12-13
    1.2.1 桥梁安全评估的主要内容  12
    1.2.2 桥梁结构安全评估的方法  12-13
  1.3 国内外桥梁安全研究现状  13-16
    1.3.1 国外桥梁安全研究现状  13-14
    1.3.2 国内桥梁安全研究现状  14-16
  1.4 本文研究的内容及方法  16-17
    1.4.1 研究内容  16
    1.4.2 研究的方法  16-17
2 桥梁安全性综合评价各方法理论与建模研究  17-33
  2.1 综合评价概述  17
  2.2 常用桥梁的安全性综合评价方法  17-32
    2.2.1 基于规范的技术状况综合评价方法  17-18
    2.2.2 荷载试验法  18-19
    2.2.3 层次分析法  19-23
    2.2.4 人工神经网络评价法  23-26
    2.2.5 灰色综合评价法  26-30
    2.2.6 模糊综合评判法  30-32
  2.3 本章小结  32-33
3 跨线连续桥梁试验依据及外观检测分析  33-44
  3.1 工程背景  33-34
  3.2 桥梁结构试验依据  34-35
  3.3 结构外观检测项目分析与评价  35-42
    3.3.1 桥面系状况检测分析与评价  35-37
    3.3.2 箱梁主梁上部各跨状况检测分析与评价  37-41
    3.3.3 箱梁下部结构检测分析与评价  41-42
  3.4 混凝土强度及碳化深度检测及分析  42-43
  3.5 小结  43-44
4 跨线连续桥梁静力测试分析与评价  44-70
  4.1 建立箱梁有限元模型  44
  4.2 测点选择  44-46
    4.2.1 测试截面  44-45
    4.2.2 测点布置  45-46
  4.3 工况设计  46-51
    4.3.1 实验荷载  46-47
    4.3.2 加载原则  47
    4.3.3 各工况加载车布置  47-51
  4.4 静载的试验成果分析  51-64
    4.4.1 工况1 应变和挠度的分析与测试结果  51-56
    4.4.2 工况2 的应变与挠度分析与测试结果  56-59
    4.4.3 工况3 的应变与挠度分析与测试结果  59-64
  4.5 静载试验结果评定  64-68
    4.5.1 校验系数评定  64-65
    4.5.2 残余变形评定  65-66
    4.5.3 挠度值评定  66
    4.5.4 裂缝评定  66-68
  4.6 本章小结  68-70
5 连续箱梁桥动力测试分析与评价  70-81
  5.1 理论分析  70-73
  5.2 动态测试  73-74
    5.2.1 测点布置  73-74
    5.2.2 结构振动试验方法  74
  5.3 测试结果与分析  74-80
    5.3.1 模态试验  74-75
    5.3.2 行车实验  75-79
    5.3.3 跳车试验  79
    5.3.4 刹车试验  79-80
  5.4 本章小结  80-81
6 模糊综合评价跨线连续箱梁安全性能  81-89
  6.1 建立评价模型  81-83
    6.1.1 确定评价指标  81-82
    6.1.2 确定权重  82-83
  6.2 跨线连续桥梁安全性能模糊综合评价  83-88
    6.2.1 外观缺损状况的模糊综合评价  83-87
    6.2.2 承载能力评价  87
    6.2.3 动力特性评价  87
    6.2.4 跨线连续桥梁综合评价值  87-88
  6.3 本章小结  88-89
7 结论与展望  89-92
  7.1 结论  89-91
    7.1.1 桥梁结构外观检测状态与评价  89
    7.1.2 桥梁结构静载试验结论与分析  89-90
    7.1.3 桥梁结构动载试验结论与分析  90
    7.1.4 桥梁结构安全性能模糊综合评价  90-91
  7.2 展望  91-92
参考文献  92-95
作者简历  95-96
学位论文数据集  96-97

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