PC斜拉下承式桁架桥的力学特性及荷载试验研究

摘要

本文以空间有限元法、桥梁量测技术及桥梁结构模态分析为理论基础，以宜昌卡子湾大桥为工程背景，对预应力斜拉下承式桁架桥的结构建模、静动力学特性及荷载试验方法进行了相关研究。 采用大型结构有限元程序建立了大桥三维空间有限元模型，并运用该桥施工控制中所采用的平面杆系模型，验证了三维有限元模型的可靠性；全面地分析了斜拉式桁架桥的静力学特性，归纳总结出节点刚性区域效应、桥面空心板间的绞接效应、混凝土收缩徐变效应、温度效应几个主要影响参数对大桥荷载试验计算分析及后期数据处理的影响规律及敏感程度；对该桥的动力特性进行了研究，通过分析该桥的固有频率、振型，得出了桥面空心板间的绞接效应、横向联系梁、桥墩刚度等对结构动力特性的影响规律；最后针对斜拉式桁架桥的力学特点，对大桥荷载试验进行了系统的研究。

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第一章 绪论

1.1预应力斜拉式桁架桥概述

1.1.1预应力斜拉下承式桁架桥发展趋势

1.1.2预应力斜拉下承式桁架桥的结构特征与优点

1.2桥梁检测的现状与发展趋势

1.2.1桥梁检测的重要性

1.2.2国内外桥梁检测工作的现状与技术发展趋势

1.2.3荷载试验研究工作的主要内容和意义

1.3论文的工程背景

1.4论文的主要研究内容

第二章 斜拉式桁架桥静力特性分析

2.1有限元分析的基本原理

2.1.1有限元分析的基本思想

2.1.2有限元法的基本分析步骤

2.2结构有限元建模

2.2.1有限元模型的建立

2.2.2模型可靠性分析

2.3结构静力特性分析

2.3.1节点刚性区域效应

2.3.2桥面空心板间的绞接效应

2.3.3混凝土收缩、徐变效应

2.3.4温度效应

2.4本章小结

第三章 斜拉式桁架桥动力特性分析

3.1有限元动力分析的原理

3.1.1有限元动力分析步骤

3.1.2动力学方程及求解

3.2动力特性分析

3.2.1结构自振特性计算

3.2.2结构自振频率影响分析

3.3本章小结

第四章 荷载试验

4.1卡子湾大桥静荷载试验

4.1.1试验荷载的确定

4.1.2试验工况设计

4.1.3试验测点的布设

4.1.4试验工作流程

4.2卡子湾大桥动荷载试验

4.2.1动载试验内容

4.2.2测点的布设

4.2.3试验数据分析

4.3本章小结

第五章 结论及建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢