基于小波分析和移動荷載作用的連續(xù)梁橋損傷識別研究.pdf

1、橋梁工程在運營過程中，往往會因各種損傷病害而影響橋梁的安全和行車的舒適性，為此對橋梁損傷進行及時的診斷和處理是十分必要的。但一些傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)損傷檢測方法，存在各種缺陷，比如需要中斷交通，布置大量傳感器以及檢測診斷過程復雜等。基于運營荷載下橋梁動力響應的檢測方法解決了上述不足，但目前僅在簡支梁橋等簡單結(jié)構(gòu)中的研究較多，而在連續(xù)梁橋等多跨復雜結(jié)構(gòu)中的研究較少。為此，本文以連續(xù)梁橋為分析對象，采用移動荷載作為激勵，對基于移動荷載下動力響應和連續(xù)

2、小波變換的連續(xù)梁橋損傷指標和識別方法進行了深入研究，分析研究結(jié)果表明所提出的損傷指標和損傷識別方法具有很好的識別效果。本文的主要研究內(nèi)容和成果包括以下四個方面：
　　1.針對傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法的不足，重點分析了基于移動荷載作用的橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別方法，并對連續(xù)梁橋損傷識別的研究歷史和現(xiàn)狀進行了總結(jié)和歸納。
　　2.從理論上推導了移動荷載作用下無損傷和有損傷兩跨連續(xù)梁的跨中動力響應，從理論上說明了任一跨的結(jié)構(gòu)損傷對結(jié)構(gòu)其他

3、跨的響應都有影響，并給出了其影響程度，說明了通過連續(xù)梁橋任意跨的響應進行損傷識別的可行性。
　　3.提出了基于橋梁結(jié)構(gòu)任一點加速度響應差的連續(xù)梁橋損傷識別方法。具體方法為：采集得到無損傷和有損傷連續(xù)梁橋在移動荷載下某點的加速度時程，然后對加速度差值進行連續(xù)小波變換，利用小波變換系數(shù)峰值識別損傷位置，并對損傷程度進行估計。通過三跨變截面連續(xù)梁橋數(shù)值模擬驗證了方法的有效性，分別研究了多處損傷、移動荷載速度、損傷程度以及噪聲對損傷識別效

4、果的影響。研究結(jié)果表明損傷識別方法受荷載移動速度影響較大，在約40km/h速度下、低于5％噪聲水平時可以準確識別出各損傷位置。
　　4.對連續(xù)梁橋的加速度響應求對數(shù)能量，再利用小波包對其進行分解和重構(gòu)，提出了對數(shù)加速度能量差小波包樣本熵（SPLE）結(jié)構(gòu)損傷指標。也通過三跨變截面連續(xù)梁橋數(shù)值模擬驗證了方法的有效性，利用SPLE損傷指標對橋梁結(jié)構(gòu)損傷位置和程度進行識別，并分析了SPLE損傷指標的噪聲魯棒性。分析結(jié)果表明，SPLE指標不