详情

原文传递基于灰色关联理论和遗传算法的悬索桥损伤识别研究

论文题名：	基于灰色关联理论和遗传算法的悬索桥损伤识别研究
关键词：	自锚式悬索桥;损伤识别;静态位移曲率置信因子;遗传算法;灰色关联理论
摘要：	结构工程在服役期内，长期受到静、动态荷载作用，结构材料遭到大气环境的腐蚀和破坏，随着时间的增长必有损伤发生。如若结构损伤不能得以发现并及时修复，必然存在着极大的安全隐患。尤其桥梁结构是公路和铁路的咽喉，一旦发生破坏造成的损伤和影响是极大的。所以及时检测发现桥梁损伤位置及损伤大小，进行维修加固并对桥梁结构工作状态进行安全评估，是当下的热门研究课题，同时也具有非常重要的研究意义和实用意义。　　结构损伤识别是桥梁结构健康监测的重要组成部分，现阶段根据测量数据的不同将结构损伤检测识别分为两大类：即基于静态测量数据和基于动态测量数据进行损伤识别，利用结构的动静态参数的变化来识别结构的损伤是一个研究热点，相比于动态数据，静态数据易采集且精度较高，对结构损伤较敏感，因此本文主要是基于静态测量数据进行悬索桥的损伤识别。　　本文在系统了解结构损伤识别方法和现状的基础上，基于灰色关联理论和遗传算法两步法进行损伤识别。通过对自锚式悬索桥损伤识别数值研究证明了该方法有效性。主要研究内容如下：　　（1）运用Midas有限元软件建立跨湟水河自锚式悬索桥的有限元模型，进行初始平衡状态分析。对于自锚式悬索桥，其易损构件为主梁，其损伤后会对吊杆产生影响，使吊杆内力重新分配。因此在自锚式悬索桥有限元模型中，通过调整不同吊杆的初拉力改变吊杆力模拟由于主梁损伤引起的吊杆内力变化，并提取由此引起的静态数据位移变化值进行损伤识别；　　（2）基于灰色关联理论知识，运用静态位移曲率置信因子(SDCAC)识别桥梁损伤发生位置。根据损伤前后结构节点位移曲率置信因子大小，判断节点损伤前后的位移曲率关联度大小，进而识别损伤发生的位置。通过对简支梁损伤识别结果得出该方法对结构局部位置损伤定位的有效性。十种吊杆力变化工况下湟水河自锚式悬索桥桥跨方向上梁单元节点SDCAC曲线变化，判断不同的损伤位置，结果表明该方法对于大型复杂的悬索桥也是有效的。　　（3）基于遗传算法知识，对基本的遗传算法进行改进，采用最优保存策略及自适应交叉和变异概率，提高遗传算法的优化性能。以结构损伤前后应变差最小建立目标函数，对结构损伤程度大小进行识别。在第一步损伤定位的基础上识别悬索桥在不同损伤工况下的损伤程度。悬索桥数值研究结果该方法识别损伤程度大小的有效性。　　（4）总结本文研究内容，指出悬索桥损伤识所用方法的优势和存在的不足，并对结构损伤识别未来的发展方向做了展望，将动态和静态数据项结合进行结构的损伤识别。
作者：	李艳
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	虞庐松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文