鳌峰洲大桥的有限元模型修正
时间:2011-09-08 10:22来源:未知 作者:admin 点击:次
本文采用的基于敏感度分析的有限元修正方法，属于优化问题的范畴，主要涉及到修正参数的选取、目标函数的确定和优化算法的选择等方面。
1. 修正参数的选取和修正范围的确定
采用在经验基础上结合灵敏度分析的方法进行修正参数的选取。预应力大小对预应力梁动力特性的影响较小[10]，可以不作为修正的参数。据建模和经验，本模型可作为修正的参数包括，混凝土的质量密度和弹性模量，箱梁上翼缘板（含桥面铺装层）的厚度以及支垫纵向和横向弹簧的弹簧刚度等。在修正之前首先对这些参数做灵敏度分析，为参数的选择提供参考。
对上述5个参数进行参数的灵敏度分析，得到的结果见图3。可以看出，混凝土的质量密度对频率的变化影响是比较大的，而且对各阶频率具有几乎相同的敏感度，而混凝土的弹性模量对各阶频率均有较高的敏感度，但是对横向一阶和纵向一阶则不是那么敏感。顶板的厚度对各阶的频率都有一定的影响，且影响的程度都不一致。纵向弹簧的弹簧刚度对纵向的一阶频率有很大的影响，对纵向的二阶频率也有一定的影响，不影响横向的频率，但会对竖向频率产生一些影响。横向弹簧的弹簧刚度对横向的频率影响较大，而对于其余阶的频率的影响就很小了桥梁伸缩缝。
可见，以上5个参数对频率都有一定的影响，虽然纵向弹簧只对纵向一阶的频率较为敏感，但是纵向弹簧的弹簧刚度反映的是各种条件对桥梁纵向的综合约束效果，所似要将其选为修正的参数，以便得到桥梁的纵向约束情况。综合以上分析，可将混凝土的质量密度和弹性模量、箱梁上翼缘板的厚度以及纵向和横向弹簧的弹簧刚度5个参数作为桥梁模型的修正参数桥梁伸缩缝。
根据设计的有关资料和各个参数灵敏度的分析，设定修正参数的范围，混凝土的弹性模量为3.5×l04～4.2×l04 MPa，混凝土质量密度受环境因素影响较小，考虑施工等其他因素，取 。其变化范围为0. 95×2550～1. 05×2550 kg/m3，顶板的厚度最小值取实际箱梁的顶板厚度为0. 25m，最大值取箱梁实际顶板厚度和桥面铺装层厚度之和为0.60m，横向弹簧刚度的范围为0.8×l07～8.0×l07 N／m，纵向弹簧刚度的变化范围则为0.8×l08～8.0×l08 N／m。
