基于监测数据的系杆拱桥有限元模型修正

监控测量在系杆拱桥施工中的应用摘要：介绍了监控测量在系杆拱桥中的应用和监控要点。

关键词：系杆拱桥；监控1、前言早期施工的系杆拱桥，在经过十余年的运营后，往往会出现部份吊杆索老化、桥梁承载力降低的现象。

这是因为在系杆拱桥施工过程中，由于拱肋的预制与安装误差；温差的影响；砼浇注的质量；砼的弹性模量、容重、收缩与徐变的影响；系杆支架变形的影响；吊杆的安装与张拉误差等因素导致下承式预应力砼系杆拱桥桥梁线形不顺或结构内力不均。

当上述各因素与设计取值之间存在差异，而又不能及时识别是控制参数偏离的主要原因，需根据施工监测数据对施工过程进行及时修正。

焦港河夏堡大桥位于如皋市境内，上跨焦港河。

桥梁跨径采用20+55+20m组合，主跨为跨径53m、净矢高11.7m的下承式钢筋砼系杆拱桥，拱轴线为二次抛物线，矢跨比1/4.53在本工程施工的时候，我们会通过施工监测与控制的有机结合，来调整控制桥梁的线形，尽量使桥跨结构的线形接近或达到设计预期值，保证全桥主要控制截面应力值在整个施工过程中处于安全范围内，确保桥梁施工安全和正常运营。

2、监控的目的系杆拱桥和悬浇梁、斜拉桥等的施工控制不同，钢筋砼系杆拱桥一旦立模或构件拼装后，无法像悬浇梁桥那样可以通过调整挂篮的标高来调整线形，而通过吊杆张拉对系杆高程的调整也是很有限的，因此只能在立模或拼装前给出精确的预拱度值。

不然，就可能使桥梁出现折线线形，还可能改变结构受力状态，影响结构安全。

本工程采用自适应控制的监控方法，即在施工前监控单位介入，通过施工过程中的反馈测量数据，不断更正用于施工控制的跟踪分析程序的相关参数，使计算分析程序适应实际施工过程，当计算分析程序能够比较准确地反映实际施工过程后，以计算分析程序指导以后的施工过程。

由于经过自适应过程，计算程序已经与实际施工过程比较吻合，从而可以达到线形控制目的。

其基本步骤如下：2.1利用Midas Civil2012 桥梁结构分析系统软件，以设计成桥状态为目标，按照设计参数及施工工况建立有限元模型，并进行计算。

基于静力测试数据的桥梁结构有限元模型修正的开
题报告
一、选题背景
桥梁是城市化进程中不可或缺的交通设施之一，作为大型结构工程，其受到自然环境和车辆荷载等多种因素的影响，容易出现疲劳、变形等
结构问题。

因此，正确的结构分析和优化是确保桥梁长期稳定运行的必
要条件。

有限元方法是一种广泛应用于桥梁结构研究的数值模拟方法，
能够模拟复杂的结构行为和荷载响应。

但是，有限元模型中的材料参数
和边界条件等假设常常与实际情况存在差异，因此需要通过实验数据对
模型进行修正。

二、研究目的
本文旨在利用现有的静力测试数据，修正桥梁结构的有限元模型的
材料参数和边界条件，并对修正后的模型进行验证，以提高分析结果的
准确性和可靠性，为桥梁结构的安全运行提供可靠的理论依据。

三、研究内容
1. 研究现有静力测试数据的有效性和可行性。

2. 搭建桥梁结构的有限元模型，并在现有的静力测试数据的基础上
进行材料参数和边界条件的修正。

3. 对修正后的有限元模型进行静力分析，并将分析结果与现场测试
数据进行比对和验证。

4. 讨论有限元模型修正后对桥梁结构的分析结果和预测能力的影响，并探究有限元模型的优化方向。

四、论文结构
本文共分为六章，具体结构如下：
第一章：选题背景和研究目的。

第二章：有限元方法基础及其在桥梁结构分析中的应用。

第三章：现有静力测试数据的有效性和可行性分析。

第四章：桥梁结构有限元模型的建立和修正。

第五章：有限元模型修正后的分析结果及其验证。

第六章：总结、讨论和展望。

基于桥梁动力特性实测值的有限元模型修正方法
郑亮;李鹏
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2013(039)016
【摘要】以反映桥梁整体力学性能的两种参数——竖向挠度和竖向频率为状态变量,构造目标函数,使用有限元软件ANSYS的优化分析功能,对某连续梁一连续刚构桥的有限元数值模型进行修正,大幅提高了有限元模型的计算精度.
【总页数】3页(P159-161)
【作者】郑亮;李鹏
【作者单位】陕西省林业调查规划院,陕西西安710082;陕西省林业调查规划院,陕西西安710082
【正文语种】中文
【中图分类】U441.2
【相关文献】
1.基于实测数据的钢-混组合桥梁结构动力特性分析 [J],
2.基于实测影响线的大跨度桥梁有限元模型修正 [J], 肖祥; 赵曼; 陈一; 陈波
3.基于MPGA算法的钢-混叠合梁有限元模型修正方法研究 [J], 孙浩
4.基于子结构的大型桥梁有限元模型修正方法 [J], 宋晓东;颜永逸;李佳靖;翁顺;秦顺全
5.借助静力试验实测值修正和确认全机有限元模型 [J], 邱春图;成万植
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基于珠江黄埔大桥健康监测的有限元模型修正的开题报告一、研究背景和意义1. 珠江黄埔大桥是一座连接广州市和佛山市的大桥，其建成后成为珠江三角洲地区主要的交通枢纽之一。

2. 建成近40年来，珠江黄埔大桥承受了巨大的交通负荷，长期受到自然环境和交通振动等因素的影响，桥梁的疲劳损伤情况值得关注。

3. 基于健康监测与有限元模型的结合，结合桥梁实际运行环境，可以更准确地评估桥梁的结构健康状况，从而进行科学的维护和修复，确保桥梁安全运行。

二、研究内容与目标1. 构建珠江黄埔大桥的健康监测系统，实时监测桥梁运行情况。

2. 使用有限元方法建立珠江黄埔大桥的有限元模型，对桥梁受力、应变和振动情况进行数值模拟。

3. 结合健康监测系统和有限元模型，对珠江黄埔大桥的结构健康状态进行评估，分析桥梁运行过程中可能出现的疲劳损伤情况。

4. 根据评估结果，提出珠江黄埔大桥的维护和修复方案，保障其安全运行。

三、研究方法与流程1. 构建珠江黄埔大桥的健康监测系统，包括传感器安装和数据采集系统的搭建。

2. 建立珠江黄埔大桥的有限元模型，包括桥梁的几何形态、材料特性、边界条件等参数的设置。

3. 使用有限元模型进行数值模拟，得到珠江黄埔大桥的受力、应变和振动情况。

4. 将健康监测系统采集到的实际数据与有限元模型的数值模拟结果进行对比，评估桥梁结构健康状况。

5. 根据评估结果，提出珠江黄埔大桥的维护和修复方案。

四、预期研究结果1. 构建珠江黄埔大桥的健康监测系统，实现桥梁实时运行情况的监测。

2. 建立珠江黄埔大桥的有限元模型，准确模拟桥梁的运行情况。

3. 评估珠江黄埔大桥的结构健康状况，分析可能出现的疲劳损伤情况。

4. 提出珠江黄埔大桥的维护和修复方案，确保其安全运行。

五、研究的创新点1. 将健康监测与有限元模型相结合，集成多种监测手段，提高桥梁实测与模拟的一致性和精度。

2. 对桥梁进行综合性的评估，从结构、材料、环境等多个方面考虑，提出针对性的维护和修复方案。

基于实测模态的混凝土拱桥有限元模型修正发布时间：2021-03-29T13:13:58.117Z 来源：《城镇建设》2021年第1期作者：王志兰1，王潮通讯作者2,3[导读] 本文针对混凝土铁路拱桥的特点，提出了一种基于实测模态的有限元模型王志兰1，王潮通讯作者2,3（1.东南大学建筑设计研究院有限公司，南京 210096；2.东南大学土木工程学院，南京210096；3.Division of Structural Engineering, Lule university of Technology, Lule, Sweden）摘要本文针对混凝土铁路拱桥的特点，提出了一种基于实测模态的有限元模型修正方法。

该方法采用精细化壳单元建模，并结合手动修正及非线性算法对模型进行修正。

本文引入五种目标函数对模型参数进行优化，基于实测及模拟结果吻合度挑选出其中修正效果较好的目标函数。

本文以位于瑞典北部的一座混凝土铁路桥梁—Lngforsen桥为例，探讨了该修正方法的准确性和可行性。

研究发现，该修正方法提高了有限元模型计算结果与实测响应的吻合度。

1.概述据统计，美国境内57.5万座桥梁中约41 %存在明显的结构缺陷，平均每年约有150~200座桥梁被部分或全部破坏。

在法国、德国和挪威，存在缺陷的桥梁比例分别为39%、37%和26%[1]。

为针对性对既有桥梁结构进行加固修复，需对其损伤状况进行评估，由于既有桥梁之间差异性，因此寻求有效的评估方法是当务之急。

有限元单元法是一种理论数学模型建立方法，通过建立精确的有限元模型可以准确计算结构的静动态特性，从而对桥梁结构进行健康状态评估。

采用有限元单元法进行桥梁评估一般存在误差，因此需要引入修正技术来减小模型误差，以达到应用有限元模型准确评估桥梁健康状态的目的。

为准确评估既有桥梁结构的健康状态，本文结合实测模态，提出了一种针对混凝土拱桥的模型修正方法。

本文以一座混凝土铁路拱桥—Lngforsen桥为例建立了初始有限元模型，并基于本文提出的方法进行修正，将实测响应与修正后有限元计算结果进行对比，验证了混凝土拱桥修正方法的实用性和有效性。

钢管混凝土拱桥有限元模型修正周志红;姜东;陈红亮;韩晓林;费庆国【摘要】建立了某钢管混凝土拱桥的有限元模型,通过计算模态分析获得了该桥的计算模态频率.对该桥实施了环境激励下的动态测试,通过实验模态分析获得了该桥的前两阶实验模态频率.采用基于灵敏度分析的有限元模型修正方法,以弹性模量和截面面积等物理和几何参数为对象,依据试验数据修正了钢管混凝土拱桥的有限元模型,修正之后模态频率误差最大值由22.6%降至3.3%.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2010(042)006【总页数】4页(P793-796)【关键词】钢管混凝土拱桥;环境激励;模态识别;模型修正【作者】周志红;姜东;陈红亮;韩晓林;费庆国【作者单位】东南大学工程力学系,南京,210096;江苏省工程力学分析重点实验室,南京,210096;东南大学工程力学系,南京,210096;江苏省工程力学分析重点实验室,南京,210096;东南大学工程力学系,南京,210096;江苏省工程力学分析重点实验室,南京,210096;东南大学工程力学系,南京,210096;江苏省工程力学分析重点实验室,南京,210096;东南大学工程力学系,南京,210096;江苏省工程力学分析重点实验室,南京,210096【正文语种】中文【中图分类】U441钢管混凝土拱桥由于承载力大、跨越能力强、抗震性能好,是现代拱桥中最具发展前景的桥型之一。

钢管混凝土是将混凝土填入薄壁钢管内而形成一种新的材料形式,钢管内的混凝土由于受到管壁的套箍约束作用而具有更高的抗压强度和更强的塑性变形能力。

针对钢管混凝土结构的研究主要集中在静力、热应力和建造技术等方面,对其动力特性的研究还不多见[1]。

钢管混凝土拱桥的动力特性对于其地震荷载、风荷载及运行状态下的响应分析极为重要。

同时,动力特性也是结构健康监测的重要依据[2]。

如果能建立一个准确的有限元模型,模态频率和振型等动力特性可以通过有限元分析获取,地震作用下结构的响应同样可以采用有限元分析模拟[1,3]。

基于荷载试验的刚架拱桥修正模型计算评估法黄德耕;张黎明;彭益华【摘要】文章针对刚架拱桥的承载能力评估问题进行研究,提出刚架拱桥承载能力评估方法——动静载试验评估法,利用随机振动的动力测试的数据,通过基于敏感性设计参数模型修正法对刚架拱桥有限元模型进行修正,并结合动静载试验实测数据与修正后的模型理论计算值进行对比分析,使有限元模型更好地反映逼近损伤后的刚架拱桥整体结构受力特性,从而对钢筋混凝土刚架拱桥承载能力进行评估.【期刊名称】《西部交通科技》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P34-38)【关键词】动静载试验;刚架拱桥;修正模型;评估法【作者】黄德耕;张黎明;彭益华【作者单位】广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院,广西南宁530029;广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院,广西南宁530029;广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院,广西南宁530029【正文语种】中文【中图分类】U4450 引言目前对刚架拱桥的结构性能进行评估的综合方法主要有三种：分析验算评估、外观检查评估和荷载试验评估。

分析验算及结构验算是根据桥梁结构的外观状况简化桥梁结构，建立简化的有限元模型和计算力学图式，利用结构分析程序计算结构内力及位移从而达到验算的目的；外观检查评估结果受调查者自身的素质和经验的影响较大，仅可作为桥梁加固维修的参考依据；荷载试验涉及到桥梁的设计计算理论、试验测试技术、仪器仪表性能、数理统计分析、现场试验组织等方面，具有较强的综合性、应用性和复杂性［1］，常常需要封闭交通，费用高。

由于旧桥的计算参数和边界条件难以准确取值，检验折减系数取值的主观随意性大，分项安全系数不是根据统计数据、结构可靠度分析和概率校准得到的，而是按定值校准选择的，因此，旧桥承载能力评估很难用统一的安全指标来进行。

目前国内对刚架拱桥的承载能力评估方法仍是采用针对普通桥梁的通用方法，对刚架拱桥结构计算也是采用换算截面法对计算模型进行简化［2］，这些评估和计算方法在刚架拱桥上应用效果并不理想，为此，本文针对刚架拱桥的承载能力评估问题进行了研究，提出刚架拱桥承载能力评估方法——动静载试验评估法。