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基于响应面法的钢管混凝土组合桁梁桥多尺度有限元模型修正

论文摘要

为建立适用于钢管混凝土桥梁的高效、高精度有限元分析模型,提出一种基于响应面法的全桥多尺度有限元模型修正方法。首先以一座钢管混凝土组合桁梁桥为工程背景建立包含全桥、组合桁梁桥面板以及钢管混凝土桁架杆件3个尺度的ABAQUS全桥多尺度有限元模型。在考虑钢管混凝土结构的特点和施工误差的基础上选取桥面板混凝土弹模、厚度,桁架弦杆内混凝土弹模,钢材弹模以及加载车辆荷载5个影响因素作为待修正参数;根据实桥试验条件选择中跨跨中挠度、下弦空管弦杆应力、墩顶钢管混凝土弦杆应力、墩顶受压腹杆应力以及桥面板顺桥向应力5个目标函数。其次采用中心复合设计方法生成了待修正参数的样本集,并将每组参数样本代入有限元模型进行计算。进而采用响应面法建立待修正结构参数和目标函数的2次多项式函数关系,结合参数显著性分析得到响应面方程。最后结合实桥试验结果对多尺度有限元模型3个尺度上的结构参数进行同步修正。结果表明:修正后的参数变化情况与依托工程的实际施工情况相符;采用修正后的参数建立的多尺度有限元模型计算值与实桥试验结果吻合良好;修正后的有限元模型具有较高的精度,可真实反映实际工程中桥梁结构的受力状态。该修正方法可为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 基于响应面的有限元模型修正方法
  • 2 实桥试验概况及多尺度有限元模型
  •   2.1 工程概况
  •   2.2 实桥试验概况
  •   2.3 多尺度有限元模型
  • 3 多尺度有限元模型的修正
  •   3.1 待修正参数及目标函数的选取
  •   3.2 响应面拟合及精度检验
  •   3.3 模型修正
  • 4 结 语

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 马印平,刘永健,刘江

    关键词: 桥梁工程,钢管混凝土组合桁梁桥,响应面法,有限元模型修正,实桥试验

    来源: 中国公路学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 长安大学公路学院

    基金: 国家自然科学基金项目(51778058),国家重点研发计划项目(2016YFC0701202)

    分类号: U441

    DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.11.004

    页码: 51-61

    总页数: 11

    文件大小: 2365K

    下载量: 306

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/89d03eeefd1f68b7d5a8c872.html