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1 篇 学位论文

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1 篇 电子文献
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学科分类号

1 篇 工学
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- 1 篇 交通运输工程

主题

1 篇 反卷积方法
1 篇 流冰荷载
1 篇 三次b样条函数
1 篇 数值模拟
1 篇 桥墩冰激振动

机构

1 篇 东北林业大学

作者

1 篇 荣云鹤

语言

1 篇 中文

检索条件"主题词=桥墩冰激振动"

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详细简洁

排序：

基于三次B样条函数的桥墩流冰荷载识别方法

基于三次B样条函数的桥墩流冰荷载识别方法

引用

作者：荣云鹤东北林业大学

学位级别：硕士

桥梁作为基础设施建设领域的重要组成部分,是一个国家社会经济发展不可缺少的重要支撑。在桥梁的建设和使用期间,不仅需要承受地震荷载、车辆荷载、疲劳荷载和风荷载等动态荷载的作用,还会受到周围环境的多重影响。寒区涉水桥梁还常常... 详细信息

桥梁作为基础设施建设领域的重要组成部分,是一个国家社会经济发展不可缺少的重要支撑。在桥梁的建设和使用期间,不仅需要承受地震荷载、车辆荷载、疲劳荷载和风荷载等动态荷载的作用,还会受到周围环境的多重影响。寒区涉水桥梁还常常受到流动冰排对桥墩的撞击作用,流动冰排长时间的反复撞击作用不仅会引发桥梁结构的冰激振动,还会导致桥墩结构发生疲劳破坏,甚至产生结构的垮塌,对桥梁结构的安全运营有着巨大的威胁。可见,保障寒区桥梁结构在流冰撞击作用下的安全至关重要。准确获取桥梁结构所受到的流冰荷载是分析桥梁结构冰激振动的前提,由于工作环境恶劣,测量仪器容易失效,对荷载测量设备的可靠性要求较高,通过直接测量的手段获取流冰荷载存在较大困难。因此,本文采用理论分析、室内试验、数值模拟以及现场实测等方式,基于三次B样条函数方法开展了流冰荷载识别研究。具体研究如下: （1）基于三次B样条函数方法开展了冲击荷载识别研究,建立了冲击荷载识别方法的一般流程,通过悬臂梁数值算例对比分析了三次B样条函数方法和反卷积方法的荷载识别精度。研究结果表明:在不考虑噪声影响时,对于三角形随机脉冲荷载和三角形周期脉冲荷载,基于三次B样条函数方法识别的荷载峰值最大相对误差分别为0.515%和0.404%,基于反卷积方法识别的荷载峰值最大相对误差分别为15.839%和15.724%;当噪声水分别为1%、3%、5%、10%时,对于三角形随机脉冲荷载和三角形周期脉冲荷载,基于三次B样条函数方法识别的荷载峰值最大相对误差分别为9.061%和2.796%,基于反卷积方法识别的荷载峰值最大相对误差分别为19.766%和18.968%。可见,基于三次B样条函数方法能够有效识别冲击荷载,并具有良好的识别精度。（2）开展了悬臂梁冲击荷载试验,基于三次B样条函数方法和反卷积方法分别对悬臂梁周期性和随机性冲击荷载进行了识别。研究结果表明:对于不同工况下的悬臂梁周期性冲击荷载,基于三次B样条函数方法识别的荷载峰值最大相对误差分别为3.55%、3.81%、1.73%和5.14%,基于反卷积方法识别的荷载峰值最大相对误差分别为18.79%、6.46%、35.88%和20.91%;对于不同工况下的悬臂梁随机性冲击荷载,基于三次B样条函数方法识别的荷载峰值相对误差分别为5.60%、3.05%、6.87%和21.00%,基于反卷积方法识别的荷载峰值相对误差分别为21.89%、37.09%、53.36%和22.78%。可见,基于三次B样条函数方法对悬臂梁周期性冲击荷载和随机性冲击荷载具有良好的识别精度。（3）基于三次B样条函数方法对黑河—布拉戈维申斯克跨黑龙江（阿穆尔河）大桥（以下简称:中俄黑龙江大桥）的6号桥墩进行了流冰荷载识别,并采用ABAQUS有限元计算软件对流冰撞击作用下桥墩的振动响应进行了分析。研究结果表明:当桥墩受到碎冰连续撞击作用时,识别的流冰荷载最大值为1124.37k N,主要频率集中在0～3Hz范围内;当桥墩受到大体积冰排撞击作用时,识别的流冰荷载最大值为6784.99k N,主要频率集中在0～6Hz范围内。碎冰连续撞击作用下,桥墩受到最大压应力为0.80MPa,最大拉应力为0.56MPa,墩顶最大位移为0.09mm,墩顶最大加速度为0.6m/s2;大体积冰排撞击作用下,桥墩受到最大压应力为3.73MPa,最大拉应力为3.21MPa,墩顶最大位移为0.44mm,墩顶最大加速度为2.19m/s2。可见,桥墩的应力未超过混凝土的屈服强度,墩顶最大位移未超过规范限值,墩顶最大加速度也未超过规范阈值,不影响正常的车辆行驶。

关键词：流冰荷载三次B样条函数反卷积方法桥墩冰激振动数值模拟

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