本文提出了一个复杂桥梁结构计算模型的实验识别过程。在这个结构中,作为彻底重建的结果,整个结构系统从简单的梁结构变为复杂的拱桥。
摘要:格利维采运河上的历史钢梁桥位于一座19世纪折衷主义宫殿附近的小城市,通过悬挂到新的钢拱门而得到加强。旧的结构不足以满足当前对道路交通和通行的要求。另一个问题是它在宫殿和湖泊附近的位置,这是吸引人的娱乐区域。因此,新的结构也应该为安全的步行和自行车交通做好准备。为了满足这些条件并且在这个有趣的地方创建一座具有里程碑意义的桥梁,拱结构被选中。设计师决定将旧桥及其桥台用作新结构的一部分。甲板经过翻修,并悬挂在两个斜斜的钢拱门上。为了适应行人和自行车的交通,两条外部行人天桥也悬挂在两侧的同一横道上。进行了桥梁的静载和动载试验。运用模态分析方法识别桥梁的动力学模型。由于传感器数量有限且测试过程简单,建立了努力和质量之间的妥协。证实了设计阶段的假设与竖立桥的响应之间良好的相关性
1. 介绍
几乎一百年历史的桥梁结构,其参数不足以满足当前道路交通和道路通行要求,通常被替换为新的桥梁结构。就超级结构而言尤其如此。如果没有意愿来保存历史建筑,那么很少进行与加强和扩大该对象有关的重建,因为它不总是在经济上合理。
图1.Plawniowice的格利维采运河上的新桥。
在位于Plawniowice一个小城市的格利维采运河上的大桥(图1)上,设计师决定进行一次重大改革,包括改变静态方案。旧梁结构已悬挂在无铰链拱形上,还为行人增加了两个新的平行桥。作为这些程序的结果,已经创建了一个新桥,它们拥有独立的走道并满足最高承载能力等级的要求
2. 结构描述
这座建筑可能建于1935年至1939年,建造内陆水运河,连接奥德拉河与格利维采市。原桥采用单跨简支钢梁结构,其中约2.5米高的铆接工字梁通过i型梁铆接构件相互连接。桥面板另外用钢制托梁桁架加固。顶部的混凝土板铺设。所描述的跨度支撑在大量钢筋混凝土基台上,这些基台直接安装在具有板桩的套管中。
桥梁状况持续恶化,承载能力不足,行人间隙和空间太小是决定重建结构的原因。设计师决定通过将其悬挂到新的拱形梁来加强旧的跨度。除了适应旧跨度界限的扩大间隙之外,所有骑行者和行人交通也被移至新设计的人行桥,而这些人行桥也被悬挂在同一弧线上。通过所有这些程序,格利维采河上的桥梁从根本上改变了它的性质-从一个简单的板梁梁桥变成了一个相当复杂的结构,其中依赖于螺线的跨度悬挂到铰链较少的拱结构上(图2
拱门朝向公路的轴线倾斜,以便支撑“旧”跨度的中间吊架是垂直的,并且拱门的基础可以独立于旧基台。支撑悬挂在拱上的双桥的外部吊架在桥的纵向平面内以40度的角度倾斜。由于悬挂器负责稳定经度,这种操作可以避免使用人行桥下的固定轴承。人行桥端部支撑在弹性体轴承上。在道路和结构的行人部分之间,安装了四条垂直于道路轴线的水平支撑。他们是无所不能的两端。
图2。横截面和侧视图,加固后的结构
改造后的结构包括以下主要内容:
拱形结构与其他部件分开放置
由于其结构方案的变化,预先存在的梁跨度得到了更新和加强
两座独立的人行桥从拱门上吊起并支撑在自己的基台上
3. 测试加载和模型的标识
结构模型(图3)由梁和壳有限元元素组成。其成员的几何结构和特征被仔细转载。对真实结构的轻微偏离没有考虑到老旧的交叉成员。提高道路坡度使旧横向失去与甲板板的接触由于这一点,并且为了加强整个结构,具有较大横截面的新横梁构建在桥中,并在建模期间考虑了这些因素。
图3改建桥梁的数值模型