斜拉橋多尺度模型修正及模型確認方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測、損傷預后以及安全預后是當前橋梁工程界的研究熱點，建立一個準確的、能同時兼顧結(jié)構(gòu)整體特性和局部細節(jié)特性的有限元模型是實現(xiàn)橋梁健康監(jiān)測目標的有效手段之一。同時，為使建立的有限元模型能較好地反應橋梁結(jié)構(gòu)的實際狀況，應采用有效的模型修正技術(shù)來提高模擬精度，并考慮參數(shù)的不確定性對修正后的模型進行確認。
　　本文以江蘇沿海高速(G15)灌河大橋（結(jié)合梁斜拉橋）為工程背景，建立灌河大橋多尺度模型，并對該多尺度模型進行模型修正

2、和確認，主要工作如下:
　　1.對比分析材料多尺度模擬和結(jié)構(gòu)多尺度模擬的基本理論和方法，為實際結(jié)構(gòu)多尺度模擬提供參考。
　　2.采用結(jié)構(gòu)多尺度模擬方法實現(xiàn)不同類型單元跨尺度的連接，從而建立灌河大橋初始多尺度有限元模型。
　　3.通過分析灌河大橋多尺度模型的特點及誤差來源，基于多項式響應面方法和支持向量回歸機方法建立兩階段模型修正的基本框架，開展灌河大橋多尺度模型修正。
　　4.結(jié)合灌河大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)，從

3、計算結(jié)果和試驗結(jié)果相關(guān)性分析、不確定性正反向傳遞分析、模型有效性評估三方面進行了灌河大橋多尺度模型確認。
　　主要結(jié)論如下:
　　1.本文借鑒材料多尺度模擬的思想，基于Arlequin結(jié)構(gòu)多尺度模擬方法建立了面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的灌河大橋多尺度有限元模型。
　　2.提出了兩階段結(jié)構(gòu)多尺度模型修正方法，其中第一階段針對大尺度模型采用三階多項式響應面方法進行修正;第二階段針對實測數(shù)據(jù)分別采用三階多項式響應面方法與支持向量回歸機

4、方法進行修正，兩種方法分別建立了正反向代理模型。兩階段修正后的灌河大橋多尺度模型的計算頻率與實測頻率之間的最大誤差由21％降低為3％。
　　3.建立了多尺度模型確認的基本框架，研究了參數(shù)不確定性的正反向傳遞規(guī)律。若不考慮均值誤差，正向傳遞時各階頻率的重合度指標均大于75％，反向傳遞時各結(jié)構(gòu)參數(shù)的重合度指標均大于65％。模型有效性評估結(jié)果表明修正后的灌河大橋多尺度模型在整個參數(shù)空間均具有較高精度，因此確認后的灌河大橋多尺度模型可用于