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基于模态应变能熵的T形梁桥横向连接损伤识别方法
| 论文题名： | 基于模态应变能熵的T形梁桥横向连接损伤识别方法 |
| 关键词： | 装配式T形梁桥;横向连接;损伤识别;模态应变能熵 |
| 摘要： | 近年来，随着我国脱贫攻坚步伐的加快和交通路网的建设，中小型装配式T形梁桥因其施工的便捷性和质量的可控性得到了广泛的应用。由于车辆荷载和使用时长的日益增加，装配式T形梁桥的横向连接出现了不同程度的损伤，严重影响了交通的正常运营和人民出行安全。桥梁损伤识别作为桥梁健康检测的关键环节之一，受到了国内外学者的广泛关注。实现横向连接的损伤诊断，已成为装配式T形梁桥的研究重点。然而，由于装配式T形梁桥受拉混凝土区域挖空的结构特点，对横向连接损伤识别的研究仍然较少。因此，为精确识别装配式T形梁桥横向连接的损伤识别做出了如下研究，内容主要包括： （1）对装配式T形梁桥的荷载横向分布计算理论进行了介绍和探讨，并通过文献综述，指出了装配式T形梁桥荷载横向分布计算理论的不足，主要包括：只考虑了竖向剪力，不考虑横向连接和装配式T形梁翼缘板的变形。以上不足为本文研究奠定了理论基础和研究方向。此外，本文还引入了模态应变能熵和广义局部信息熵，为装配式T形梁损伤识别提供了新方法； （2）本文针对荷载横向分布计算理论的不足，结合横向连接的实际受力和已有研究，在考虑横向连接的横向力、竖向剪力和变形等因素下，采用弹簧体系模拟了横向连接的受力和变形，并利用弹簧体系模拟方法建立了装配式T形梁桥结构的计算模型。根据该模型，提出了装配式T形梁桥横向连接损伤因子D的计算方法，并利用该损伤因子D描述了横向连接的整体工作性能； （3）基于有限元软件ANSYS，建立了装配式T形梁桥的数值模型并与理论计算结果进行对比分析。结果验证了本文所提的损伤因子理论能识别横向连接的损伤位置和损伤程度。此外，横向连接损伤识别的准确性与荷载和损伤位置的距离有关，荷载作用位置与损伤的横向连接越近，损伤识别的精度越高； （4）为了精确地识别横向连接的局部损伤位置，本文基于上述计算模型，结合模态应变能与广义局部信息熵，构造了基于局部模态应变能信息熵的横向连接局部损伤识别指标DL，利用ANSYS有限元软件进行了数值模拟并与理论计算结果进行了对比分析，结果表明：该指标能精确定位横向连接的单点和多点损伤，并可以定量描述损伤位置的损伤程度，有较高的损伤敏感性，可以准确识别10%的小损伤。此外在抗噪性分析中，DL具有较强的抗噪性，在信噪比为20dB或以上的噪音干扰下仍可以准确识别损伤位置。 |
| 作者： | 赵俊豪 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 狄生奎;项长生;陈红亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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