单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁桥动力特性试验研究

摘要

波形钢腹板PC组合箱梁桥采用波折形钢板取代普通混凝土作为箱梁腹板，是一种新型钢-混组合桥梁结构，具有自重轻、纵向刚度小、抗剪强度高等特点，有效减小了桥梁恒载内力，提高了预应力施加效率并解决了腹板开裂的问题，近年来得到了广泛的关注与应用。本文针对该新型桥梁结构动力特性研究的不足，以南昌市朝阳大桥非通航孔桥为工程背景，通过缩尺模型试验、有限元分析和实桥动力试验对单箱双室连续波形钢腹板PC组合箱梁桥动力特性做了较全面的分析研究。
　　首先简要介绍了波形钢腹板PC组合箱梁桥结构和受力特点、国内外发展概况以及研究现状；介绍了桥梁弯曲和扭转振动方程的建立，各种桥梁动力特征方程的解算方法以及文中涉及到的两种模态参数识别算法；
　　对实桥按1:10的几何相似比，设计制作了三跨单箱双室波形钢腹板PC组合缩尺模型试验桥。利用两套动态信号采集分析系统对模型试验桥进行动力试验，识别了模型试验桥前四阶模态参数。将实测模态参数与模型试验桥有限元分析进行对比分析，检验了所采用有限元建模方法的正确性与高精度；
　　建立了单箱双室波形钢腹板PC组合连续箱梁桥有限元模型，分析了其与普通混凝土腹板箱梁桥动力特性的差异；研究了波形钢腹板几何参数，以及波形钢腹板箱梁结构参数对该种新型箱型梁桥动力特性的影响；
　　利用基于环境激励桥梁结构模态参数识别方法，对实桥进行了动力试验，将实测结果与模型试验桥动力试验结果和有限元分析结果进行对比，检验缩尺模型桥设计制作的正确性；对桥面板局部振动进行了振动试验，并与有限元分析模型进行对比，研究了影响波形钢腹板箱梁桥面板局部振动的因素。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 概述

1.2 波形钢腹板PC组合箱梁桥特点

1.3 波形钢腹板PC组合箱梁桥优缺点

1.4 波形钢腹板PC组合箱梁桥国内外研究进展

1.5 本文研究问题的提出

1.6 本文研究的主要内容和技术路线

第二章 桥梁结构动力特性分析与模态参数识别理论

2.1 概述

2.2 桥梁固有振动分析

2.3 有限元结构动力分析的理论

2.4 结构振动模态分析简介

2.5 本章小结

第三章 单箱多室波形钢腹板PC组合模型试验桥动力特性研究

3.1 概述

3.2 工程背景简介及模型试验桥设计制作

3.3 模型试验桥有限元模型分析

3.4 模型试验桥动力实测

3.4 2模型试验桥模态分析实测

3.5 模型试验桥模态分析实测结果及分析

3.6 本章小结

第四章 单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁桥动力特性分析

4.1 概述

4.2 与混凝土腹板箱梁桥动力特性对比分析

4.3 结构参数

4.4 波形钢腹板几何参数

4.5 本章小结

第五章 朝阳大桥非通航孔桥动力特性试验研究

5.1 概述

5.2 实桥动力特性实测方法

5.3 朝阳大桥非通航孔桥动力实测

5.4动力特性实测结果分析

5.5 朝阳大桥非通航孔桥桥面板局部振动实测

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢