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大跨斜拉桥主梁损伤识别方法研究
| 论文题名： | 大跨斜拉桥主梁损伤识别方法研究 |
| 关键词： | 大跨斜拉桥;结构损伤识别;位移模态;曲率模态;有限元模拟;健康监测 |
| 摘要： | 结构损伤识别是大跨桥梁健康监测系统的重要组成部分。由于结构的振动信息可以在结构运营过程中利用环境激励获得，因此基于振动的损伤识别方法也就具有了实时监测和评估的潜力和可能。本文针对应用基于振动的损伤识别方法识别大跨桥梁主梁损伤的问题，做了以下工作： 1. 首先简要阐述了频响分析的基本原理，分析了用频域识别方法识别结构动力特性的基本理论。 2. 为寻求适合于大跨桥梁的损伤识别方法，本文首先研究了基于位移模态的损伤识别方法。提出分步识别策略，即先根据损伤前后位移模态改变率进行损伤定位，接着结合人工神经网络对损伤进行定量分析，并以悬臂梁为例通过数值模拟进行验证。结果表明，当服役结构只发生一处损伤时，利用第一阶位移模态改变率图形的变化特点，可以准确识别出损伤的位置，借助BP 神经网络可以对单一损伤情况进行准确的定量分析，其局限性是无法处理两处以上损伤的情况。 3. 针对多处损伤识别问题，提出了基于曲率模态差的两阶段定位、定量分析方法，即先根据结构损伤前后的曲率模态差曲线进行损伤定位，接着以曲率模态差作为BP网络的输入向量构造神经网络对损伤进行定量分析，并用同一悬臂梁算例进行了数值计算分析，结果显示这一方法能够对多处损伤情况进行有效识别，充分显示了该方法的特点。 4. 对基于曲率模态的损伤识别方法用于大跨斜拉桥主梁的损伤位置识别问题进行了探讨性研究。以润扬大桥北汊斜拉桥为工程背景，首先建立了以损伤识别为目标的有限元分析模型，接着进行了主梁损伤对动力特性的敏感性分析，然后将桥的主梁分段，计算各分段点损伤前后的近似差分曲率模态，利用曲率模态差曲线对主梁的损伤状况进行识别，数值模拟的结果表明该方法可以清楚地识别出损伤所在的区段，结合由曲率模态导出的量化指标可以对损伤位置进行量化判定。 |
| 作者： | 鞠进 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 蔡晶 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京工业大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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