现有预应力混凝土桥梁结构健康评估的有限元分析

资料简介

　　摘要本研究探讨了日本新潟一座已建成的后张预应力混凝土桥梁采用替代结构健康监测（SHM）技术的可行性。目前，该桥梁已安装了一套静态SHM系统来检测桥梁内部的损伤进展。然而，现有的系统无法充分监测桥梁的结构健康状况，包括周期性振动，这是损伤敏感特征之一。因此，为了有效检测桥梁的实时性能，本研究建立了一个三维（3D）有限元（FE）模型作为参考，并使用现场荷载-挠度测试结果进行了验证。在验证参考FE模型后，将不同的损伤场景（如混凝土劣化、钢绞线腐蚀与断裂以及钢绞线缺失）纳入FE模型中。基于非线性结构和特征值分析，即使在FE模型中仔细考虑了所有类型的损伤后，桥梁的自然频率和振型仍保持不变。然而，观察到损伤场景下垂直位移有所增加。尽管钢绞线断裂和腐蚀对垂直位移的影响可忽略不计，但混凝土的劣化对垂直位移产生了较大影响。此外，裂缝宽度随损伤类型的不同而变化。简而言之，本研究建议使用一些有效的指标，通过有限元分析（FEA）来监测桥梁的结构状况。

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