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斜拉桥破损诊断技术的研究

王新岐  
【摘要】: 针对钢筋腐蚀、疲劳、预应力松弛、桥梁整体倾斜或变形所引起的斜拉桥局部破损,本文以使用15年后的永和斜拉桥为研究对象,对大型斜拉桥破损诊断技术进行研究,对永和斜拉桥破损位置进行定位、对其破损程度进行评价。建立了双索面通过刚臂与主梁及边梁相连的三梁式力学模型,采用ANSYS结构分析程序对永和斜拉桥进行动力分析,对其振动模态参数(频率、振型及阻尼)进行识别,以此作为斜拉桥完好状态下的动力“指纹”;采用自由交通流作为环境振源,对永和斜拉桥动力特性进行测试,识别出永和斜拉桥使用15年后的模态参数,确立了破损状态下的动力“指纹”;利用有限元分析、现场振动测试,对破损前后的模态参数进行分析,提取对破损状况较敏感的模态曲率作为斜拉桥破损诊断的参数;并从模态参数中选取部分点的分量,导出可以指示斜拉桥桥面(主梁)大概损伤位置的Index损伤指标,识别出斜拉桥发生破损的区段及破损程度;考虑大型斜拉桥在线监测要求识别破损的具体位置,从另一角度提出采用最优矢量法具体确定破损发生的位置及程度;为验证本文研究成果,对永和斜拉桥进行静力分析及静力测试,对其健康状况提出可靠的评价。本文研究成果使破损定位技术真正运用于实桥状态,为永和斜拉桥养护维修方案提供了技术支持,具有理论与实用价值。


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