详情

原文传递桥梁结构损伤识别方法研究

论文题名：	桥梁结构损伤识别方法研究
关键词：	桥梁结构;损伤识别;附加灵敏度矩阵;有限元模拟;振动检测
摘要：	桥梁结构在服役期间必然会存在大大小小的损伤，也正是由于这些潜在的损伤给人们的生命财产带来了巨大的损失，因此对于桥梁结构的损伤检测是非常有必要的。现社会的桥梁结构损伤识别方法还大多仅仅局限于人工检测、简单仪表检测和静力荷载试验检测等非简单的损伤检测方法，由于桥梁结构存在很多的不确定性因素以及操作环境等外在因素的影响，这些方法已不能够准确的定位和定量桥梁结构的损伤状况。对于一些高精度的基于振动的桥梁结构损伤检测识别方法则大部分局限于理论分析和模拟试验，并不能够直接应用于实际工程实例中，因此对于高精度、高抗干扰能力和高性能的桥梁结构损伤检测识别方法的研究已成为国内外科技研究发展的新热潮。　　本文首先对比介绍了几种国内外较为成熟的，基于振动模态参数的桥梁结构损伤检测识别方法，系统的总结了各种检测识别方法的优缺点，然后对本文中重点讲述的损伤检测识别方法—基于灵敏度的桥梁结构损伤检测识别方法进行了重点研究和分析，具体的研究内容可以归结为以下几点: 　　(1)首先根据不同损伤识别的模态参数，将基于灵敏度的桥梁结构损伤检测识别方法细分为一下三种方法，基于模态频率的灵敏度损伤识别方法、基于模态位移的灵敏度损伤识别方法和基于移动质量的灵敏度损伤识别方法。　　(2)进一步研究分析各种基于灵敏度损伤识别方法的理论思想，将各种损伤识别分析方法的理论思想以计算公式的形式加以实现，以达到损伤识别的目的。　　(3)以基于移动质量的灵敏度损伤识别分析方法为例，采用有限元软件SAP对一下承式单线铁路桁架桥进行了建模分析，利用附加质量的方法，计算出桥梁模型在各个损伤工况下，附加质量在桥梁模型各个单元时桥梁结构的模态频率，根据理论推导得出的附加灵敏度矩阵公式对桥梁结构进行损伤识别。　　(4)根据有限元模型分析结果，对下承式单向铁路桥以1∶20的寸尺比例建立实体桥梁模型，然后采用基于移动质量的灵敏度损伤识别分析方法对桥梁模型进行损伤检测识别试验，具体试验方法严格按照损伤识别方法的步骤进行，使基于移动质量的灵敏度损伤识别方法在工程实例中得到验证。　　(5)在有限元模拟和实体模型试验过程中，对桥梁结构穿插进行了静力损伤模拟和静载损伤识别，对以上基于移动质量的灵敏度损伤检测识别方法的检测结果进行分析、对比和验证。　　最后，本文总结了在有限元建模模拟和试验过程中应注意的问题，分析了在有限元模拟和实体模型试验过程中，对损伤模拟和附加质量模拟的实现方法，以及以上模拟方法在实现过程中对模拟效果的影响。在以上模拟分析和实体模型试验的基础上，本文实现了基于移动质量（附加灵敏度矩阵）的损伤识别方法在有限元模拟和工程算例中的应用。
作者：	崔文涛
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	赵建锋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文