长春市二环路四跨连续钢箱梁桥检测及损伤识别方法研究

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与混凝土桥梁相比,钢桥的主要特点为:(1)抗震能力强,历经地震后容易抢修恢复;(2)抵抗各种应力的能力比较接近,即抵抗拉、压、弯、扭、剪的能力接近,这点决定了钢桥能够较好的适应复杂应力状态;(3)施工时采用节段安装,并采用焊接、螺栓连接和铆钉连接等手段进行拼装,施工速度快;(4)自重轻,跨越能力强,降低下部结构的承载。由于钢桥具有上述特点,因此得到了广泛的应用。钢箱梁桥属于钢桥的一种,其具有较大的抗弯、抗扭能力,因此钢箱梁桥在公路和城市桥梁中得到了广泛的应用。随着钢箱梁桥的应用和生产实践中出现的问题,科研工作者们对钢箱梁桥开展了系列研究工作。研究方向主要集中在钢箱梁桥的构造形式,钢箱梁桥的施工方法,钢箱梁桥的受力分析方法,钢箱梁桥的设计方法以及钢箱梁桥的桥面铺装等方面。而对于钢箱梁桥的检测及损伤识别方面的研究还刚刚起步。再精确的理论分析也不能够替代试验研究,因此开展该类桥梁的荷载试验,测试各种荷载工况下的静力响应和动力响应,为理论分析和设计方法的改进提供基础数据是十分必要的。再者,通过桥梁检测可以明确桥梁的使用状态,避免桥梁在服役期内出现重大的事故。桥梁结构的损伤识别是桥梁检测工作的补充,其可以发现桥梁结构的局部损伤。局部损伤的探明对钢箱梁桥来说意义重大。综上所述,开展钢箱梁桥的检测及损伤识别方法研究是十分有意义的。本文以长春市二环路四跨连续钢箱梁桥为工程依托,对钢箱梁桥的检测及损伤识别方法开展了研究,具体工作如下:1、从钢箱梁桥的构造、施工方法、受力特性理论分析方法以及桥面铺装四方面入手,对钢箱梁桥的特点进行了剖析。2、对钢箱梁桥的静力荷载试验和动力荷载试验的关键技术进行了探讨。建立了依托工程的理论分析模型,并制定了荷载试验方案。对依托工况开展了静力荷载试验和动力荷载试验,测了其静力特性和动力特性。依据静力特性和动力特性对依托工程的使用状态进行了评价分析。3、形成了钢箱梁桥损伤识别的两步方法,并构造了适用于钢箱梁桥的损伤指标。即首先采用模态曲率差进行损伤定位,然后基于构造的损伤指标,采用RBF神经网络进行损伤程度识别。采用数值模拟计算和工程应用相结合的方法对形成的损伤识别方法进行了验证。
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