裝配式梁橋橫向連接損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、裝配式梁橋多為簡支梁橋，屬于靜定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)內(nèi)力受地質(zhì)條件影響較小，具有構(gòu)造簡單、受力明確、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在我國廣大地區(qū)的中小跨徑橋梁中得到了廣泛應(yīng)用。近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，交通荷載等級(jí)也在提高，早期修建的裝配式梁橋的承載能力已不能滿足日益發(fā)展的現(xiàn)代交通的需求，目前在役的裝配式梁橋一部分已經(jīng)出現(xiàn)了不同形式和不同程度的病害，橫向連接的損傷是最為普遍的病害之一。但與之相對應(yīng)的是，目前國內(nèi)外還沒有形成一套系統(tǒng)的、完善的裝配式梁橋橫

2、向連接損傷識(shí)別方案。因此，對裝配式梁橋橫向連接損傷識(shí)別的研究有十分重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以吊水巖大橋這一典型的裝配式梁橋?yàn)楣こ瘫尘?，首先分析車輛荷載橫向分布引起的各片梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)（撓度、應(yīng)力、彎矩、剪力）的橫向分布特征，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用中對實(shí)時(shí)監(jiān)測物理量的需求，選取應(yīng)力橫向分布系數(shù)為研究切入點(diǎn)。基于修正后的吊水巖大橋結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算模型，對橫向連接進(jìn)行不同位置、不同數(shù)量和不同程度多種組合工況的損傷模擬，得到了橫向連接

3、損傷對應(yīng)力分布系數(shù)的影響規(guī)律，并獲取了具有代表性的數(shù)據(jù)樣本。
　　利用上述橫向連接損傷對應(yīng)力橫向分布系數(shù)的影響規(guī)律，提出一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝配式梁橋橫向連接損傷識(shí)別方法，采用應(yīng)力橫向分布系數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)，橫向連接損傷位置和損傷程度作為輸出參數(shù)。并針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在的缺點(diǎn)，采用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，將兩種方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。再采用所獲取的樣本數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，使用訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行橫向連接損傷

4、定位和損傷程度預(yù)測，預(yù)測結(jié)果表明該損傷識(shí)別方法識(shí)別精度較高，可應(yīng)用于實(shí)際工程。
　　論文最后研究了基于實(shí)測梁板應(yīng)力橫向分布系數(shù)的裝配式梁橋橫向連接損傷識(shí)別，將本文方法應(yīng)用于吊水巖大橋?qū)崟r(shí)健康監(jiān)測系統(tǒng)科研項(xiàng)目之中。首先是針對實(shí)測梁板應(yīng)力驗(yàn)證本文方法的可行性，為此對吊水巖大橋進(jìn)行靜載試驗(yàn)。對比試驗(yàn)荷載下的應(yīng)力橫向分布系數(shù)測量值與模擬計(jì)算值，驗(yàn)證了應(yīng)變傳感器測得數(shù)據(jù)的可靠性。采用荷載試驗(yàn)所得到的應(yīng)力橫向分布系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向連接損傷定位與

5、損傷程度識(shí)別，與依據(jù)荷載試驗(yàn)測得的梁底豎向位移數(shù)據(jù)對橫向連接狀態(tài)的評(píng)估結(jié)果相對比，驗(yàn)證了本文提出的基于遺傳優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橫向連接損傷識(shí)別方法應(yīng)用于實(shí)際工程的可行性。將此方法與先進(jìn)的光纖光柵傳感技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合，并針對實(shí)時(shí)在線監(jiān)測的需要采取有效措施剔除應(yīng)變測試數(shù)據(jù)中溫度應(yīng)力的影響，實(shí)現(xiàn)了對吊水巖大橋橫向連接損傷的實(shí)時(shí)評(píng)估識(shí)別，系統(tǒng)一段時(shí)間內(nèi)的評(píng)估識(shí)別和運(yùn)行結(jié)果表明本文方法是行之有效的，能夠?qū)ΜF(xiàn)役的裝配式梁橋、空心板梁橋的管養(yǎng)給出一定