基于结构自振特性的预应力混凝土连续梁桥有效预应力识别研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于结构自振特性的预应力混凝土连续梁桥有效预应力识别研究ResearchonEffectivePrestressValueIdentificationofPrestressedConcreteContinuousBeamBridgesBasedonNaturalVibrationCharacteristicsofStructures培养单位：土木工程学院专业领域：建筑与土木工程学生姓名：李明泽校内导师：段树金教授校外导师：王京芳教授级高工二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我

2、所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。

3、(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要预应力混凝土结构在使用过程中，由于混凝土中预应力筋的损伤，而引起的预应力混凝土构件的破坏的案例有很多。所以，对预应力结构中有效预应力做出正确的评估是至关重要的。但是对于竣工后桥梁，有效预应力检测与识别一直是一个难题。想要较为准确得知预应力混凝土结构的有效预应力可以在结构施工时就安装智能检测仪器和设备，除了这种方法外很难使用常规的检测方法和手段来进行测量。但是近些年有专家发现预应力混凝土桥梁的自振频率对于桥梁的有效预应力值具有一定的敏感性，利用桥梁的动力特性对其有效预应力大小进行确认是一个非常有价值的研究方向。有

4、学者已经推导出了简支梁的动力参数与结构的有效预应力的关系。本论文是以一座预应力混凝土连续梁桥为背景，把前人的方法应用于预应力混凝土连续梁桥中，依据所实测的自振频率，反推出梁体的有效预应力。论文以白沙河特大桥下行线引桥为背景，这是一座4×30m预应力混凝土连续箱梁桥；首先对此桥做了模态检测，得到桥的实测自振频率；然后使用ANSYS软件建立模型并计算，利用软件中初应变的方法给混凝土梁施加预应力；将连续梁桥分为多段，通过计算得到每段段中截面的最大拉应力值和最大压应力值；再利用刚度修正公式来修正每段的弹性模量，利用修正后的弹性模量算得模型的理论自振频率，然后用理论自振频率与桥梁的实测自振

5、频率作对比；如果两者差值较大，则迭代有效预应力再次代入模型计算。如此反复，使实测自振频率与理论自振频率之差在合理的误差范围内，此时认为模型中预应力筋应力为桥梁现有预应力值。此方法只适用于无裂缝结构；裂缝会影响结构的刚度，所以这种方法无法在有裂缝的结构中使用。本论文通过模型计算出预应力混凝土梁桥将要出现裂缝时，预应力筋的有效预应力值，也就是此方法的使用限值。关键词：预应力混凝土连续梁；有效预应力识别；自振频率；刚度修正；ANSYSAbstractInthecourseofusingtheprestressedconcretestructure,duetothedamageofthe

6、prestressedtendonintheconcrete,thecasesoftheprestressedconcretecomponentdestructionarenumerous.Therefore,itiscrucialtomakeacorrectassessmentoftheeffectiveprestressvalueintheprestressedstructure.However,forthebridgesaftercompletion,effectiveprestressvaluedetectionandidentificationhasalwaysbeen

7、aproblem.Ifyouwanttoknowmoreaccuratelytheeffectiveprestressvalueoftheprestressedconcretestructure,youcaninstallintelligentdetectioninstrumentsandequipmentsduringtheconstructionofthestructure.Inadditiontothismethod,itisdifficulttouseconvention