紅楓湖大橋有限元模型改進及損傷機制的研究.pdf

1、大跨度斜拉橋的安全實時監(jiān)測已成為橋梁安全養(yǎng)護中的重要組成部分。建立合適的有限元模型是橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)有關(guān)安全評估的重要內(nèi)容。由于實際施工方案與初設(shè)計圖紙規(guī)劃的結(jié)構(gòu)調(diào)整、材料參數(shù)選取、結(jié)構(gòu)單元選取、有限元模型的離散誤差等因素，使得斜拉橋結(jié)構(gòu)有限元模型與斜拉橋?qū)嶋H結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)工程精度誤差，因此通過對模型進行修正得以改進顯得十分重要。斜拉橋結(jié)構(gòu)屬于超靜定結(jié)構(gòu)，受到車輛、風(fēng)、地震等多重因素的作用，在橋梁建成后投入運行的一段時間內(nèi)，會出現(xiàn)不同程度

2、的損傷。橋梁結(jié)構(gòu)損傷嚴重危及交通運輸?shù)陌踩?。本文以獨塔雙索面斜拉橋----紅楓湖大橋為工程背景，在ANSYS大型有限元仿真軟件平臺上，通過分析靜、動荷載不同條件下，針對索塔、斜拉索、主梁展開建模，計算其應(yīng)力、應(yīng)力幅，并分析其空間分布變化規(guī)律，討論了各結(jié)構(gòu)的危險區(qū)域，并結(jié)合損傷腐蝕理論，初步討論了結(jié)構(gòu)的損傷形式，從而對斜拉橋整體進行了比較全面的結(jié)構(gòu)分析。
　　本文主要研究內(nèi)容包括：⑴基于實際施工參數(shù)進行建模計算，針對該斜拉橋結(jié)構(gòu)特點

3、，根據(jù)相關(guān)文獻研究，在模型單元類型、參數(shù)取值等方面進行修正。通過ANSYS有限元仿真平臺進行了動力特性頻率分析，結(jié)合文獻中基于實橋建成后所得到的實橋的實測基頻，兩基頻之間誤差較小，說明模型滿足工程精度的要求。⑵計算在靜、動荷載條件下，索塔、斜拉索、主梁的應(yīng)力分布特點以及變化情況，分析斜拉橋結(jié)構(gòu)的危險應(yīng)力區(qū)域,為斜拉橋索力的調(diào)整及斜拉索更換提供一定的參考價值。⑶通過計算各結(jié)構(gòu)應(yīng)力，結(jié)合損傷腐蝕理論以及結(jié)構(gòu)材料特性，對結(jié)構(gòu)的損傷形式進行分析