基于荷载试验的大跨度斜拉桥静动力特性分析

摘要

荷载试验是一门实践性很强的科学技术，其涉及的内容包含结构设计和施工工艺等，具有较强的综合性、应用性和复杂性。对于新型结构荷载试验是一种科学研究性试验。斜拉桥以其自身具有的优越性得到广泛的推广应用，现代斜拉桥的发展越来越大跨径化。本文以厦漳跨海大桥北汊斜拉桥现场试验为依托对大跨径斜拉桥的荷载试验进行了研究。
　　本文对桥梁静动载试验方法进行了归纳总结，并对试验方案的制定以及桥梁结构分析有限元法进行了研究。结合厦漳跨海大桥北汊斜拉桥，根据该桥的特点进行有限元建模，采用有限元方法对该桥进行理论计算和分析得到相应的理论计算数据，设计出该桥静力荷载试验方案和动力荷载的试验方案，方案中对荷载试验工况、静动载试验及挠度测点布置进行了研究。
　　在保证荷载试验效果的前提下，将各工况控制截面的实测变形与理论计算值进行对比，计算结构验校系数，对结构实际承载能力进行了评定，确保结构能满足承载能力要求。同时对桥梁结构进行了跑车、刹车、跳车试验，经过数据分析，确定出该桥的实际冲击系数，同理论设计值进行对比。根据实测值为管养部门提出建议。利用Midas/Civil建立厦漳跨海大桥的空间有限元模型，并进行理论模态分析，得到该桥自振频率和振型的理论值，将其与实测模态参数进行比较分析研究。
　　通过对荷载试验结果的分析，对该桥工作状况进行评估，表明该桥工作状态正常满足设计要求。在对大跨度斜拉桥的静动力特性进行总结归纳的基础之上，结合厦漳大桥的荷载试验测试情况，对厦漳大桥荷载试验进行了归纳总结，提出改进建议。通过试验积累了该桥的初始管理文件，为其他同类型大跨度斜拉桥的设计和荷载试验工作提供一些参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 斜拉桥的发展及研究现状

1．1．1 世界斜拉桥的发展

1．1．2 国内斜拉桥的发展概况

1．1．3 斜拉桥发展趋势

1．2 桥梁检测及荷载试验的重要性

1．2．1 桥梁检测的目的

1．2．2 国内外桥梁检测的现状

1．2．3 桥梁检测的主要内容

1．2．4 桥梁荷载试验的重要性

1．3 工程背景

1．4 主要的研究内容

第二章 静动载试验方法

2．1 荷载试验一般程序

2．1．1 荷载试验准备阶段

2．1．2 加载阶段与观测阶段

2．1．3 分析总结阶段

2．2 静载试验方法

2．2．1 试验对象选择

2．2．2 测试截面选择

2．2．3 测点布置

2．2．4 试验荷载的确定

2．2．5 加载方式和设备的选择

2．2．6 静载试验结果分析与评定

2．3 动载试验方法

2．3．1 动载试验概述

2．3．2 桥梁结构的动力特性

2．3．3 动载测试的主要内容

2．3．4 激振方式的选择

2．3．5 测点的布置和设备的选择

2．3．6 动力特性数据分析

2．3．7 冲击系数测定

2．3．8 动力试验与结构评定

2．4 本章小结

第三章 结构分析有限元法与试验方案的制定

3．1 桥梁结构有限元分析

3．1．1 桥梁结构分析问题的分类

3．1．2 桥梁结构分析基本过程

3．2 结构模型计算结果的正确性判断

3．2．1 定性定量法

3．2．2 支反力检查法

3．2．4 平行计算法

3．2．5 提高计算正确性的几种方法

3．3 MIDAS／Civil基本操作

3．3．1 斜拉桥的索力优化

3．3．2 MIDAS桥梁模态分析

3．3．3 模态分析的过程

3．4 厦漳北汊主桥荷载试验方案

3．4．1 各关键截面计算控制值

3．4．2 静载试验

3．4．3 动载试验

3．5 本章小结

第四章 静力试验数据分析

4．1 应变测试结果

4．2 挠度测试结果

4．3 主塔塔顶水平偏位测试结果

4．4 主梁水平变位测试结果

4．5 索力增量测试结果

4．6 本章小结

第五章 动力试验数据分析

5．1 模态分析

5．2 动力响应结果分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 荷载试验总结

6．2 结论

6．3 展望与建议

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果