基于響應(yīng)面的自錨式懸索橋有限元模型修正.pdf

1、有限元模型修正是橋梁健康監(jiān)測的重點(diǎn)研究內(nèi)容之一。橋梁有限元模型和真實(shí)橋梁之間的響應(yīng)差異主要表現(xiàn)在有限元模型的離散程度、建模參數(shù)誤差、簡化假定以及施工過程中造成的誤差，這些都將導(dǎo)致有限元模型不能準(zhǔn)確地反映橋梁的真實(shí)工作狀態(tài)。本文以自錨式懸索橋?yàn)樾拚芯康膶ο?，對自錨式懸索橋的模態(tài)試驗(yàn)、有限元模型和響應(yīng)面模型三者之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上對該橋進(jìn)行了基于響應(yīng)面法有限元模型修正研究。研究的主要工作和取得的成果如下:
　　(1)對自

2、錨式懸索橋的理論動力特性進(jìn)行了研究。采用Midas civil建立了牡丹江西十一條路自錨式懸索橋的梁—板組合式有限元模型并對該橋進(jìn)行了動力特性分析，計(jì)算了該橋的前八階模態(tài)振型和固有頻率，為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析提供了理論參照。
　　(2)通過有限元分析的動力特性和實(shí)測的模態(tài)分析結(jié)果對比，研究了實(shí)測與理論的振型和頻率關(guān)系。模態(tài)試驗(yàn)采用了識別速度效率高的基于傳遞率識別方法，在理論模態(tài)振型和理論固有頻率的參照下對試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)初步進(jìn)行了分析，并用精

3、確度高的隨機(jī)子空間法對初步的模態(tài)識別結(jié)果進(jìn)行了校核，從識別的結(jié)果可以看出，兩種方法都具有很好的識別效果，實(shí)測模態(tài)和理論模態(tài)的出現(xiàn)順序基本一致，各階實(shí)測模態(tài)頻率均比理論值偏大。
　　(3)研究了自錨式懸索橋有限元模型基于響應(yīng)面模型的修正方法。選取了主跨支座彈簧的豎向剛度、橫向剛度，混凝土的彈性模量以及混凝土的重度為修正參數(shù)，設(shè)計(jì)了四參數(shù)的中心復(fù)合試驗(yàn)。將每組參數(shù)樣本值代入Midas civil重新計(jì)算動力特性，得到了中心復(fù)合試驗(yàn)的響