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基于统计模态分析的城市现役连续桥梁健康诊断方法
| 论文题名： | 基于统计模态分析的城市现役连续桥梁健康诊断方法 |
| 关键词： | 统计模态分析;城市现役连续桥梁;健康诊断;损伤识别 |
| 摘要： | 桥梁工程是关系到社会稳定与经济发展的至关重要的生命线工程，城市路网实际上也是以城市桥梁为节点的交通体系。桥梁结构在其多年服役后，由于不利环境的影响以及对结构构件的疏于维修管理，导致其极易受损。一旦某一座桥梁失效，尤其是关键桥梁，可能导致城市市区交通的瘫痪，并且造成巨大的直接和间接经济损失。因此，对于桥梁结构进行实时的健康检测、损伤识别和健康诊断十分必要。 目前，应变与位移模态振型等结构动力反应物理参数已经被广泛的应用于结构的健康诊断，通过对这些参数的监测来确定结构的完整性也越来越多地引起人们的注意。应变模态是能够反映结构局部变化特征的参数，并且已经证明其要比频率对结构局部变化更加敏感，尤其对于连续梁桥。因此，本文提出了应用应变模态曲线尖峰突起来进行损伤定位的方法。之后，通过有限元分析，推导出损伤程度量化分析方法，并证明了该方法的可行性。 由于桥梁系统始终受到未知的随机环境作用的影响，并且测量数据也受到多种噪声和无损因素（如温度、降雨量、桥墩沉降等）的干扰，在确定性静力、动力荷载作用下对于结构反应分析行之有效的常规技术已不再适合直接用于评价结构的建康状态。因此，本文应用统计模态分析方法来减小测量噪声的不利影响，并利用假设检验方法评估具有不确定性模态参数的桥梁结构的健康状态。 另外，本文提出了基于 Bayes统计理论的统计模态分析方法来对连续桥梁结构进行健康诊断，并利用高斯正态分布假设来模拟结构健康诊断过程中的不确定性。同时Bayes参数也被假设成随机变量。 为了证明所述方法能够实现对于连续桥梁的健康诊断，本文利用 ANSYS和MATLAB软件平台建立了实际连续桥梁的有限元模型，并通过对损伤位置与损伤程度的数值模拟来验证方法的可行性。结果表明方法是准确可行的，适于工程应用。 最后文章对全文的研究工作和研究成果进行了总结，并提出今后有待进一步研究的相关问题。 |
| 作者： | 王连发 |
| 专业： | 防灾减灾与防护工程 |
| 导师： | 汤爱平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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