智能FRP斜拉桥及其健康监测Benchmark系统设计方法研究

摘要

桥梁结构是生命线系统工程中至关重要的组成部分，其正常的服役状态关系到我国的经济发展和民生问题，但混凝土和钢材的腐蚀问题是困扰公路桥梁结构的一大难题。FRP（Fiber Reinforced Plastic）因其具有轻质、高强、耐锈蚀、减振性好等特点，成为解决桥梁结构腐蚀问题的有效途径。深入系统地研究新型FRP桥梁体系及其长期服役性能具有重要学术意义和工程应用价值的。
　　FRP桥梁结构的研究历史较短，而有关其长期服役性能是广泛应用的关键问题。本文研究FRP模型桥梁及其健康监测系统设计方法，为进一步通过长期监测揭示其长期服役性能奠定基础。
　　本文的主要研究内容包括：
　　首先，建立一钢独塔斜拉桥的有限元模型，分析其静动力特性；在此基础上，根据FRP桥梁与钢桥梁材料特性的不同，提出相似比的复合物理指标，即构件截面刚度。
　　其次，提出外部轮廓严格相似、构件截面按照复合物理指标相似（即刚度等效原则）的FRP模型桥梁设计方法，并对FRP筋-混凝土塔、FRP箱形主梁和FRP索截面和配筋进行设计；建立FRP模型桥梁有限元模型，对其静动力特性进行分析。
　　最后，根据有限元模型分析结果，设计了FRP模型桥梁结构智能健康监测系统。

目录

智能FRP斜拉桥及其健康监测Benchmark系统设计方法研究

DESIGN METHOD OF SMART FRP CABLE-STAYED BRIDGE AND HEALTH MONITORING BENCHMARK SYSTEM

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 FRP结构的国内外研究现状及分析

1.3 FRP斜拉桥的发展及应用现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 模型试验与相似理论基础

2.1 引言

2.2 结构模型试验

2.3 相似理论基础

2.4 相似定理

2.5 量纲分析

2.6 本章小结

第3章 某桥梁结构有限元建模与分析

3.1 引言

3.2 某桥梁概况

3.3 MIDAS简介

3.4 某桥结构的有限元模型

3.5 原型桥梁静力分析

3.6 原型桥梁动力特性分析

3.7 本章小结

第4章 FRP桥梁模型设计方法研究

4.1 引言

4.2 基于复合物理量相似的设计方法研究

4.3 模型桥梁设计

4.4 恒载补偿设计

4.5 本章小结

第5章 FRP斜拉桥模型的有限元建模及健康监测Benchmark系统设计

5.1 引言

5.2 模型桥梁有限元模型及分析

5.3 结构对比分析

5.4 模型的健康监测系统

5.5 模型制作

5.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢