【摘要】： 随着经济的发展以及科技的不断进步,桥梁结构的健康安全监测越来越受到工程技术界的重视。桥梁结构的健康安全关系到人民群众的生命、财产安全、社会稳定和经济的可持续发展;因此对桥梁进行健康安全监测工作,实施科学的管理,是确保其安全运营的重要措施。桥梁挠度测量是桥梁监测的重要组成部分,是桥梁进行安全性评价的一项重要指标。为了掌握桥梁结构是否有突变、异常情况的发生,对挠度进行多点同步监测非常必要。利用QY型倾角仪监测桥梁具有多测点同步监测、精度高、受环境干扰小、适应范围广、性价比高等其它挠度测量方法不可比拟的优势。因此,本文利用QY型倾角仪测量桥梁挠度的理论分析方面,进行了三个部分工作: 一、对当今国内外桥梁监测中的挠度测量研究现状和最新进展进行了全面回顾,介绍了当今桥梁挠度监测中的常用方法,如百分表法、水准仪法、全站仪法,并且分析了它们各自的优缺点和适用范围;在此基础上,重点介绍本文研究的对象——QY型倾角仪,并介绍它独特的优点及其应用。 二、对目前已有两种QY型倾角仪测量桥梁挠度的理论分析方法进行了介绍,分析了它们各自的优缺点;在此基础上,作者引入本文的方法——有理三次样条函数,利用已知若干倾角值,得到全梁挠度控制方程组,求解该方程组即可得到全梁的挠度分布。并对布点位置和个数进行了初步探讨。 三、为了验证本文引入的有理三次样条函数的可靠性,使用Matlab进行编程,对若干桥梁静、动加载进行了数值计算和结果分析;其次作者利用著名有限元软件——ANSYS,进行建模,给出了相应的计算结果。通过对这些数值结果进行了对比分析,可以看出本文引入的有理三次样条函数具有较高的可靠性。 综上所述,本文引入的有理三次样条函数,在已知若干布点的倾角值,即可得到全梁挠度曲线分析方法,具有精度高,工作量小、适用范围广等优点,克服了目前已有方法的不足,对于大中型桥梁的挠度监测具有较好的应用价值。 【关键词】：桥梁挠度 QY型倾角仪 倾角值 挠曲线 有理三次样条函数
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U446.3
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2009.203126
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 桥梁监测的国内外研究现状9-10
• 1.2 桥梁的挠度监测10-12
• 1.3 本文主要研究内容12
• 1.4 本章小结12-13
• 2 桥梁挠度监测方法研究13-28
• 2.1 桥梁挠度监测的方法概述13-14
• 2.2 桥梁挠度测量常用方法14-20
• 2.3 利用倾角仪测量桥梁挠度20-26
• 2.3.1 QY倾角仪技术指标20-23
• 2.3.2 QY倾角仪平面倾斜原理23-24
• 2.3.3 QY倾角仪基本原理24-25
• 2.3.4 QY倾角仪瞬态反应测试的基本原理25-26
• 2.4 桥梁挠度长期监测26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 桥梁挠度的理论分析28-36
• 3.1 桥梁变形产生的原因28-29
• 3.2 挠度计算的常用方法29-35
• 3.2.1 积分法求梁的变形29-30
• 3.2.2 叠加法求梁的变形30
• 3.2.3 有限差分法求梁的变形30-32
• 3.2.4 桥梁变形分析的有限元方法32-35
• 3.3 本章小结35-36
• 4 倾角仪与有理三次样条函数结合的新方法36-44
• 4.1 利用倾角仪计算挠度的已有算法36-40
• 4.1.1 分段的曲线拟合方法36-37
• 4.1.2 分跨的最小二乘方法37-38
• 4.1.3 满足连续梁支座倾角连续条件的方法38-40
• 4.2 利用倾角仪的有理三次样条函数40-43
• 4.2.1 有理三次样条函数概述40
• 4.2.2 有理三次样条函数与倾角仪40-43
• 4.3 本章小结43-44
• 5 数值计算44-73
• 5.1 算例分析44-47
• 5.1.1 简支梁算例分析44-45
• 5.1.2 连续梁算例分析45-47
• 5.2 ANSYS有限元数值计算47-71
• 5.2.1 钢筋混凝土三跨连续T型桥ANSYS数值计算47-56
• 5.2.2 连续刚构桥ANSYS数值计算56-61
• 5.2.3 简支梁桥动态ANSYS数值计算61-65
• 5.2.4 与一般三次样条函数计算结果对比65-71
• 5.3 QY倾角仪布点方案71
• 5.4 本章小结71-73
• 结论73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-77
• 攻读学位期间的研究成果77