預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋損傷識(shí)別理論及應(yīng)用研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分,而基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的損傷識(shí)別方法更是目前的研究熱點(diǎn).本文在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究的基礎(chǔ)上,以一座大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋?yàn)橹饕尘?對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別所面臨的難點(diǎn)問題進(jìn)行了深入研究. 本文首先建立了斜拉橋空間精細(xì)有限元模型,通過雅可比參數(shù)型優(yōu)化法對(duì)建立的有限元模型進(jìn)行修正研究,獲得了與實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)更加符合的基準(zhǔn)有限元模型,并對(duì)該斜拉橋進(jìn)行了模態(tài)分析,結(jié)果表明該斜拉橋結(jié)構(gòu)固有

2、頻率很低,模態(tài)密集,存在很多耦合振動(dòng)的情況. 根據(jù)多自由度體系的振動(dòng)特征方程,本文從理論上推導(dǎo)了模態(tài)參數(shù)中特征頻率和模態(tài)振型對(duì)結(jié)構(gòu)不同位置的靈敏度公式,并以一三跨混凝土連續(xù)梁橋模型,對(duì)推導(dǎo)的靈敏度公式進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明模態(tài)參數(shù)對(duì)連續(xù)梁橋不同位置的敏感程度是各不相同的,所推導(dǎo)的理論計(jì)算方法適用于類似的梁系結(jié)構(gòu). 基于模態(tài)曲率和柔度矩陣的概念,本文構(gòu)造出了兩個(gè)損傷指標(biāo),提出了利用局部最優(yōu)原則并根據(jù)損傷指標(biāo)曲線的峰值點(diǎn)來對(duì)損

3、傷進(jìn)行判定的方法.根據(jù)模態(tài)分析結(jié)果,對(duì)斜拉橋主梁結(jié)構(gòu)中設(shè)定的損傷進(jìn)行了識(shí)別研究,研究表明構(gòu)造的損傷指標(biāo)能明確的識(shí)別出結(jié)構(gòu)的損傷位置及程度而且具有很好的抗噪聲能力. 利用遺傳算法,本文以結(jié)構(gòu)各測(cè)點(diǎn)模態(tài)柔度變化率為設(shè)計(jì)變量來構(gòu)造遺傳算法損傷識(shí)別所需的適應(yīng)度函數(shù),對(duì)斜拉橋主梁結(jié)構(gòu)中設(shè)定的損傷進(jìn)行了識(shí)別研究,研究表明遺傳算法結(jié)合柔度變化率能明確的識(shí)別出結(jié)構(gòu)的損傷位置及程度而且具有較好的抗噪聲能力. 小波變換是為了解決傳統(tǒng)傅里葉變