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《哈尔滨工业大学》 2010年
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西堠门大桥模态分析及钢箱梁疲劳分析

白炼  
【摘要】:利用ANSYS建立西堠门大桥空间杆系有限元模型,通过大变形预应力模态分析获得此悬索桥自振模态。使用APDL程序语言编制命令流按连续刚性支撑梁法求取吊索力并完成各跨主缆找形,从而获得主缆成桥状态的构形和内力。建立全桥模型时,将找形得到的主缆内力转化为初应变赋予各主缆单元,同样也将各吊索力转化为初应变赋予各吊索单元。非线性静力分析后有限元模型的主缆和桥面高程与实测高程最大偏差为6.5cm。将模态分析获得的15阶频率与从桥面加速度信号及构件应变信号中识别得到的频率进行比较,其中1阶频率相差3.9%,2阶频率相差3%,其余各阶频率偏差均在2.5%以下。 结构健康监测系统产生的应力时程数据包含了温度应力、结构动态响应和噪声干扰,必须从中提取出结构真实动态响应方可进行精确的疲劳分析。通过对车载应力时程的时域和频域分析,确定噪声滤除界限频率为14Hz。利用雨流计数法统计应力时程并按Miner线性累积损伤理论计算各应变测点处的疲劳损伤增量,分析结果表明温度应力对损伤增量影响很小,而噪声干扰的影响高达20%以上。由各测点损伤增量的大小可以确定桥面中央行车道下位置是疲劳分析的重点关注对象。对现有时段应力数据分析发现,各测点处每天的损伤增量变化较大,说明桥梁通车初期车流尚未稳定,疲劳寿命评估尚需更多数据支持。最后分析了现有风场条件下抖振对钢箱梁疲劳的影响,雨流结果表明抖振导致的应力变程很小,对疲劳的贡献可以忽略不计。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U448.25

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【参考文献】
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