水工結構傳感器優(yōu)化布置研究.pdf

1、水工建筑物的可靠性對社會、經(jīng)濟的發(fā)展有著非常重要的影響,正確的評定水工結構的實際狀態(tài)和對建筑物的有效診斷,是對結構安全工作的基本前提。我國的水電站、大壩等水工建筑物大部分都是建設于50年代初,服役期限有的已經(jīng)超過半個世紀。期間由于混凝土老化、鋼筋的銹蝕等因素,許多已經(jīng)成為陷入危境的“病壩”。我國已進入由基本建設轉向舊建筑物的維護和改造階段。在水利工程運行過程中也會產(chǎn)生建筑物的破壞,其原因是由于水流的強烈紊動,其脈動壓力作用在結構物上,有

2、可能導致結構的振動。尤其是當今的水工建筑物,泄量大、流速高及結構趨向輕型化發(fā)展使得流激振動等問題更為突出。如對于導墻這種輕型水工結構而言,一般水工設計人員往往以為隔水墻只起分水作用,兩側動或靜水壓平衡,而忽視脈壓的動力壓力,由于混凝土結構的抗拉強度小,在長期泄水過程中,常導致疲勞破壞。泄流結構是水利樞紐宣泄洪水的安全通道,泄流結構要承受高速水流的作用,會因沖刷、空蝕、磨蝕和振動等產(chǎn)生結構損傷,也會在地震等作用下產(chǎn)生損傷,如何有效地檢測出

3、泄流結構的損傷程度、正確評估其安全性,對確保樞紐整體安全是至關重要的。
　　 基于模態(tài)分析的結構損傷識別的方法在房建結構和橋梁的檢測領域有廣泛的應用,但在水工結構的損傷檢測研究較為少見,要對泄流結構進行損傷識別的基礎就是對泄流結構進行模態(tài)測試,模態(tài)測試的有效性的基礎是建立在測試準確的基礎之上的,然而傳感器布置的位置和數(shù)量對測試結果起決定性的作用。本文研究將有限個數(shù)的傳感器如何布置在最優(yōu)的位置,可以為泄流結構振動測試數(shù)據(jù)提供可靠性

4、保障,為全面、有效地評估泄流結構的工作性態(tài)或損傷情況,提供理論依據(jù),以滿足水利工程安全運行需要。
　　 本文敘述了振動模態(tài)測試中傳感器優(yōu)化布置的意義,研究進展和發(fā)展現(xiàn)狀;重點研究基于模態(tài)置信度矩陣MAC的逐步累積法,濕模態(tài)理論,以懸臂板模型實驗和某高拱壩原型動力測試結果進行傳感器優(yōu)化布置方法的驗證?；趥鞲衅鲀?yōu)化布置方法對江西省在建工程山口巖水庫的拱壩進行傳感器進行優(yōu)化布置研究,提出了高拱壩結構振動測試的傳感器優(yōu)化布置方案,結果