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利用新型傾角儀測量橋梁撓度方法的理論分析研究

時間:2010-05-23 21:48來源: 作者:徐金鋒   點擊:
橋梁撓度 QY型傾角儀 傾角值 撓曲線 有理三次樣條函數(shù)
  【摘要】: 隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及科技的不斷進步,橋梁結(jié)構(gòu)的健康安全監(jiān)測越來越受到工程技術(shù)界的重視。橋梁結(jié)構(gòu)的健康安全關(guān)系到人民群眾的生命、財產(chǎn)安全、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展;因此對橋梁進行健康安全監(jiān)測工作,實施科學(xué)的管理,是確保其安全運營的重要措施。橋梁撓度測量橋梁監(jiān)測的重要組成部分,是橋梁進行安全性評價的一項重要指標。為了掌握橋梁結(jié)構(gòu)是否有突變、異常情況的發(fā)生,對撓度進行多點同步監(jiān)測非常必要。利用QY型傾角儀監(jiān)測橋梁具有多測點同步監(jiān)測、精度高、受環(huán)境干擾小、適應(yīng)范圍廣、性價比高等其它撓度測量方法不可比擬的優(yōu)勢。因此,本文利用QY型傾角儀測量橋梁撓度的理論分析方面,進行了三個部分工作: 一、對當今國內(nèi)外橋梁監(jiān)測中的撓度測量研究現(xiàn)狀和最新進展進行了全面回顧,介紹了當今橋梁撓度監(jiān)測中的常用方法,如百分表法、水準儀法、全站儀法,并且分析了它們各自的優(yōu)缺點和適用范圍;在此基礎(chǔ)上,重點介紹本文研究的對象——QY型傾角儀,并介紹它獨特的優(yōu)點及其應(yīng)用。 二、對目前已有兩種QY型傾角儀測量橋梁撓度的理論分析方法進行了介紹,分析了它們各自的優(yōu)缺點;在此基礎(chǔ)上,作者引入本文的方法——有理三次樣條函數(shù),利用已知若干傾角值,得到全梁撓度控制方程組,求解該方程組即可得到全梁的撓度分布。并對布點位置和個數(shù)進行了初步探討。 三、為了驗證本文引入的有理三次樣條函數(shù)的可靠性,使用Matlab進行編程,對若干橋梁靜、動加載進行了數(shù)值計算和結(jié)果分析;其次作者利用著名有限元軟件——ANSYS,進行建模,給出了相應(yīng)的計算結(jié)果。通過對這些數(shù)值結(jié)果進行了對比分析,可以看出本文引入的有理三次樣條函數(shù)具有較高的可靠性。 綜上所述,本文引入的有理三次樣條函數(shù),在已知若干布點的傾角值,即可得到全梁撓度曲線分析方法,具有精度高,工作量小、適用范圍廣等優(yōu)點,克服了目前已有方法的不足,對于大中型橋梁的撓度監(jiān)測具有較好的應(yīng)用價值。 【關(guān)鍵詞】:橋梁撓度 QY型傾角儀 傾角值 撓曲線 有理三次樣條函數(shù)
【學(xué)位授予單位】:蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2009
【分類號】:U446.3
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2009.203126
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 1 緒論9-13
  • 1.1 橋梁監(jiān)測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
  • 1.2 橋梁的撓度監(jiān)測10-12
  • 1.3 本文主要研究內(nèi)容12
  • 1.4 本章小結(jié)12-13
  • 2 橋梁撓度監(jiān)測方法研究13-28
  • 2.1 橋梁撓度監(jiān)測的方法概述13-14
  • 2.2 橋梁撓度測量常用方法14-20
  • 2.3 利用傾角儀測量橋梁撓度20-26
  • 2.3.1 QY傾角儀技術(shù)指標20-23
  • 2.3.2 QY傾角儀平面傾斜原理23-24
  • 2.3.3 QY傾角儀基本原理24-25
  • 2.3.4 QY傾角儀瞬態(tài)反應(yīng)測試的基本原理25-26
  • 2.4 橋梁撓度長期監(jiān)測26-27
  • 2.5 本章小結(jié)27-28
  • 3 橋梁撓度的理論分析28-36
  • 3.1 橋梁變形產(chǎn)生的原因28-29
  • 3.2 撓度計算的常用方法29-35
  • 3.2.1 積分法求梁的變形29-30
  • 3.2.2 疊加法求梁的變形30
  • 3.2.3 有限差分法求梁的變形30-32
  • 3.2.4 橋梁變形分析的有限元方法32-35
  • 3.3 本章小結(jié)35-36
  • 4 傾角儀與有理三次樣條函數(shù)結(jié)合的新方法36-44
  • 4.1 利用傾角儀計算撓度的已有算法36-40
  • 4.1.1 分段的曲線擬合方法36-37
  • 4.1.2 分跨的最小二乘方法37-38
  • 4.1.3 滿足連續(xù)梁支座傾角連續(xù)條件的方法38-40
  • 4.2 利用傾角儀的有理三次樣條函數(shù)40-43
  • 4.2.1 有理三次樣條函數(shù)概述40
  • 4.2.2 有理三次樣條函數(shù)與傾角儀40-43
  • 4.3 本章小結(jié)43-44
  • 5 數(shù)值計算44-73
  • 5.1 算例分析44-47
  • 5.1.1 簡支梁算例分析44-45
  • 5.1.2 連續(xù)梁算例分析45-47
  • 5.2 ANSYS有限元數(shù)值計算47-71
  • 5.2.1 鋼筋混凝土三跨連續(xù)T型橋ANSYS數(shù)值計算47-56
  • 5.2.2 連續(xù)剛構(gòu)橋ANSYS數(shù)值計算56-61
  • 5.2.3 簡支梁橋動態(tài)ANSYS數(shù)值計算61-65
  • 5.2.4 與一般三次樣條函數(shù)計算結(jié)果對比65-71
  • 5.3 QY傾角儀布點方案71
  • 5.4 本章小結(jié)71-73
  • 結(jié)論73-74
  • 致謝74-75
  • 參考文獻75-77
  • 攻讀學(xué)位期間的研究成果77
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