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基于环境振动下的钢桁梁桥损伤识别方法研究
| 论文题名： | 基于环境振动下的钢桁梁桥损伤识别方法研究 |
| 关键词： | 损伤识别;环境振动;模态识别;频域法;时域法;损伤定位;灵敏度矩阵;模型修正 |
| 摘要： | 截至20世纪90年代,中国的铁路桥梁已近30000座.早期桥梁由于设计、施工水平的局限性和环境因素的影响,许多老桥在通行高速重载列车时的运营能力已明显不足.近年来随着国民经济的发展,列车速度的不断提高,交通密度的不断增加,荷载幅度的不断加大,铁路桥梁的安全可靠性越来越受到人们的重视,于是如何对铁路桥梁进行质量检测和安全监测已成为国内外学术界、工程界研究的热点.在铁路桥梁中,钢桁梁桥所占的比例较大.桥梁结构损伤识别从基于实测的物理量的不同可分为静力识别和动力识别,两者在处理上有共同之处:均以结构实验为基础,将测取的结构某些部位的反应与损伤前的反应或原先的模型分析结果进行综合比较,通过某种条件优化约束,不断地修正模型的刚度参数,使理论值与相应的实验值最大程度地达到吻合,从而得到结构刚度变化的信息,实现结构的损伤识别.象车辆、行人、风等是作用于结构上的环境激励,用环境激励引起的振动对结构系统进行动力识别显然具有许多优点:无须贵重的激励设备,不打断结构的正常使用,方便省时,只需测定响应数据等,因此成为土木工程结构系统识别领域十分活跃的课题.在利用识别出的模态参数进行结构损伤识别的研究中,广泛应用的一类方法是一种基于有限元模型修正意义上的损伤识别方法,即通过对结构参数的修正来诊断结构的损伤.该文在现有研究成果的基础上对结构的损伤识别方法进行了深入的研究和探索.该文的研究目的是:在环境振动下以频域和时域方法识别结构的模态参数,并进行对比分析;然后利用结构模态参数的变化先进行结构损伤定位,然后采用基于灵敏度分析的模型修正方法对结构损伤程度进行识别,对模型修正的几个关键问题进行了研究,为结构的损伤评估提供了理论依据.该文主要进行了以下三方面的研究工作:1、钢桁梁桥在环境振动下模态参数的频域(pp法)和时域识别方法(随机减量法和ITD)法的研究,找出两种方法各自的特点,并进行对比分析;2、利用识别出的模态参数对钢桁梁桥的损伤定位进行研究,找出一种适合于钢桁梁桥损伤定位的简便方法,并分析在噪声干扰下的效果;3、在对钢桁梁桥进行损伤定位后,采用基于灵敏度分析的模型修正方法对钢桁梁桥的损伤程度进行识别,对模型修正的几个关键问题进行研究,包括:不同工况模型修正的研究、选择频率对待识别参数修正的研究、频率加振型对待识别参数修正的研究、不同损伤程度模型修正的研究、存在误判单元模型修正的研究以及存在噪声干扰下模型修正的研究. |
| 作者： | 淳庆 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 邱洪兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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