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《长沙理工大学》 2010年
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开口薄壁砼肋拱平转阶段动力特性研究与稳定分析

岳海玲  
【摘要】: 随着平转施工的钢筋混凝土肋拱结构的跨径逐渐增大,研究半跨结构转体中的动力与稳定特性有着越来越重要的理论和实际意义。 本文以贵州花江大桥为背景,详细论述了环境振动测试和模型修正理论;采用移动测量法对花江大桥转体体系下的开口薄壁肋拱结构进行了现场模态试验与分析,利用实测数据对结构进行了模型修正;并利用修正后的模型对结构进行了稳定分析。而后从设计阶段对结构稳定性的提高进行了探讨。主要工作如下: (1)论述了环境激励下大跨度桥梁模态试验方法,重点论述了移动测量法在模态试验中的应用,分析了模态试验时测点的布置、传感器的选择及放置方法。 (2)采用移动测量法对花江大桥转动阶段的开口薄壁半跨砼肋拱进行了环境激励下的模态试验,获得了该转体结构的动力特性,并在转动过程中对上转盘进行了动态监测,为研究同类型桥梁环境激励下的振动提供参考。 (3)提出一种实用的模型修正方法。研究了有限元模型修正的基本方法、修正参数的选取、目标函数的建立。采用参数灵敏度修正法,结合现场模态试验实测数据,选取拱圈混凝土的弹模、密度以及横隔板型钢骨架的弹模、密度作为修正对象,对花江大桥转体阶段开口薄壁砼肋拱结构进行了模型修正,得到准确的计算模型。 (4)采用修正后的基准模型对结构进行了稳定分析。提出了一种提高结构屈曲特征值的实用优化方法,应用ANSYS参数化语言编写优化求解命令流,并通过验证。然后对花江大桥转体体系进行了屈曲特征值优化,使得拱肋结构在自重无显著变化情况下,优化了材料分布,屈曲特征值有明显提高。
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