大跨斜拉橋的局部損傷監(jiān)測(cè)和環(huán)境因素影響分離.pdf

1、博士學(xué)位論文大跨斜拉橋的局部損傷監(jiān)測(cè)和環(huán)境因素影響分離LocalDamageDetectionandEliminationofEnvironmentalEffectsforLongspanCablestayedBridge學(xué)號(hào)：11206058學(xué)科、專業(yè)：答辯日期：2016—118大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要本文針對(duì)大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)在日常結(jié)構(gòu)檢測(cè)和健康監(jiān)測(cè)過程中所涉及的幾

2、項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了討論和研究，包括(1)斜拉橋銷鉸式(耳板式)索梁連接錨固系統(tǒng)中銷栓銷孔的受力監(jiān)測(cè)研究；(2)鋼混凝土組合梁斜拉橋中組合梁結(jié)構(gòu)不同材料界面滑移損傷的監(jiān)測(cè)研究；(3)斜拉橋日常結(jié)構(gòu)檢測(cè)和健康監(jiān)測(cè)過程中如何分離變化的環(huán)境因素與運(yùn)營條件對(duì)監(jiān)測(cè)識(shí)別結(jié)果的影響的相關(guān)研究。具體的研究?jī)?nèi)容如下：(1)基于壓電傳感器技術(shù)的斜拉橋銷鉸式索梁連接錨固系統(tǒng)中銷栓一銷孔的受力監(jiān)測(cè)研究根據(jù)接觸力學(xué)相關(guān)理論，推導(dǎo)和建立了銷鉸連接結(jié)構(gòu)銷栓銷孔接觸面

3、積與所受外部作用力之間的關(guān)系模型，通過銷栓銷孔的數(shù)值仿真算例驗(yàn)證了關(guān)系模型的正確性。隨后，基于這個(gè)關(guān)系模型，結(jié)合壓電傳感器技術(shù)，提出了小波包能量、時(shí)間反演分析和壓電阻抗分析三種銷鉸結(jié)構(gòu)的受力監(jiān)測(cè)方法。通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)室銷鉸連接試件的加載試驗(yàn)驗(yàn)證了三種方法的適用性和有效性，非常適合斜拉橋工程索梁連接部分在線實(shí)時(shí)的健康監(jiān)測(cè)和損傷診斷。(2)基于壓電阻抗技術(shù)的斜拉橋鋼一混凝土組合梁不同材料界面的滑移監(jiān)測(cè)研究研究分析了鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在外力作用下鋼

4、材與混凝土之間接觸面發(fā)生相對(duì)滑移對(duì)主體壓電阻抗(導(dǎo)納)信號(hào)的影響，提出了RMSD滑移監(jiān)測(cè)指數(shù)，通過監(jiān)測(cè)組合結(jié)構(gòu)機(jī)電阻抗函數(shù)的變化即可識(shí)別出結(jié)構(gòu)機(jī)械特性的改變，即組合結(jié)構(gòu)滑移的發(fā)生，對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室鋼一混凝土組合試驗(yàn)構(gòu)件的軸向加載試驗(yàn)驗(yàn)證了所提滑移監(jiān)測(cè)方法的有效性。同時(shí)，通過對(duì)比不同位置處采集導(dǎo)納信號(hào)的變化，即可對(duì)滑移損傷位置做出估計(jì)，從而為實(shí)際斜拉橋組合梁結(jié)構(gòu)滑移損傷的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了一種新的思路。(3)基于結(jié)構(gòu)連續(xù)位移曲率組合的橋梁損傷

5、識(shí)別和環(huán)境因素影響分離方法的研究針對(duì)斜拉橋等橋梁結(jié)構(gòu)日常檢測(cè)中環(huán)境因素變化對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)識(shí)別結(jié)果的影響，利用結(jié)構(gòu)任意相鄰三個(gè)節(jié)點(diǎn)間靜位移曲率關(guān)系的線性組合不隨環(huán)境溫度變化而變化的特點(diǎn)，提出了結(jié)構(gòu)連續(xù)位移曲率組合的損傷識(shí)別方法，根據(jù)結(jié)構(gòu)各單元間靜位移曲率線性組合關(guān)系的改變與損傷單元位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可準(zhǔn)確地定位結(jié)構(gòu)損傷。通過一個(gè)簡(jiǎn)支鋼梁在不同溫度影響下的仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了所提方法可以有效地分離環(huán)境溫度的影響而識(shí)別出結(jié)構(gòu)真實(shí)的健康狀況。(4)基于