飞机滑行道桥动态检测技术研究

摘要

滑行道桥作为飞行区场道系统内主要的交通设施，其力学性能或健康状况直接关系到机场的安全运营，因此，必须定期对滑行道桥结构进行健康测试与力学性能评定。滑行道桥与一般桥梁相比，具有宽度大、荷载重、断交难等特点，常规桥梁检测方法难以在滑行道桥测试方面获得直接应用。因此，必须针对滑行道桥特点，研究一种新的适合于滑行道桥的快速无损检测方法，以实现对滑行道桥健康状况的有效评估，确保滑行道桥的运营安全。 本文通过ANSYS仿真建模分析，对滑行道桥在飞机荷载作用下位移冲击系数的影响因素进行了深入的分析，通过对桥面平整度、飞机本身振动特性、飞机滑行速度、以及滑行道桥结构振动的综合响应分析，建立了滑行道桥冲击系数的分析模型。根据该模型，可将现场动态测试位移转换为桥梁结构的静位移，实现了应用静载验算方法对滑行道桥安全状况评估的目标，提出了不中断飞机运营条件下的滑行道桥检验新方法。 分析了机-桥耦合振动体系的简化算法及其在ANSYS中的实现技术，应用Matlab建立了桥面平整度等级模型以及模拟局部凹凸不平的坑槽模型。 根据国内机场现有滑行道桥的构型及荷载等级情况，建立了滑行道桥动力有限元分析模型，采用荷载逐级递增的10种机型，通过ANSYS仿真计算，研究桥梁基频、桥面平整度等因素对机-桥耦合振动体系的影响规律。 根据冲击系数随各影响因素的变化规律，采用回归分析，建立了冲击系数的计算分析模型。 以首都机场滑行道桥检测实验数据为基础，研究了滑行道桥在飞机荷载作用下的振动情况，进行了各影响因素的量化分析，同时也验证了所建立的冲击系数计算分析模型的正确性以及本文研究方法的有效性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.2.1动测方法的提出及国内外研究现状

1.2.2国内外冲击系数的研究现状

1.3本文研究内容

第二章ANSYS仿真建模及理论分析

2.1有限元基本理论

2.1.1动力有限元分析的基本原理

2.1.2动力有限元分析的瞬态分析方法

2.2机-桥耦合振动简化算法及在ANSYS中的实现

2.2.1桥面平整度模型的建立

2.2.2桥面局部凹凸不平模型的建立

2.2.3飞机模型的建立

2.2.4机-桥耦合振动分析简化方法介绍

2.2.5机-桥耦合振动分析在ANSYS中的实现

2.3滑行道桥有限元模型的建立

2.4小结

第三章各种因素对冲击系数影响规律的仿真分析

3.1概述

3.2滑行道桥基频对冲击系数的影响分析

3.2.1冲击系数与桥梁结构基频的研究现状

3.2.2冲击系数与桥梁结构基频关系的仿真分析

3.3滑行道桥基频小于等于14Hz时各因素对冲击系数的影响分析

3.3.1桥面平整度和桥面局部凹凸不平对冲击系数的影响分析

3.3.2飞机滑行速度对冲击系数的影响分析

3.3.3桥梁阻尼对冲击系数的影响分析

3.3.4机型对冲击系数的影响分析

3.4滑行道桥基频大于14Hz时各因素对冲击系数的影响分析

3.4.1桥面平整度对冲击系数的影响分析

3.4.2桥面局部凹凸不平对冲击系数的影响分析

3.5小结

第四章冲击系数计算模型的建立

4.1概述

4.2滑行道桥基频小于等于14Hz时冲击系数计算模型的建立

4.2.1简支梁桥冲击系数计算模型的建立

4.2.2刚架桥冲击系数计算模型的建立

4.3滑行道桥基频大于14Hz时冲击系数计算模型的建立

4.3.1简支梁桥冲击系数计算模型的建立

4.3.2刚架桥桥冲击系数计算模型的建立

4.4冲击系数计算模型的建立结果

4.5冲击系数曲线包络图

4.6小结

第五章滑行道桥检测实例分析

5.1滑行道桥概况

5.2检测内容

5.3检测设备

5.4检测方案

5.5实测数据结果分析

5.5.1实测动位移数据分析

5.5.2实测频谱数据分析

5.5.3实测阻尼数据分析

5.6实测值与计算值的比较

5.7小结

结论

致谢

参考文献

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