橋梁預(yù)警系統(tǒng)中的損傷識(shí)別方法及試驗(yàn)研究.pdf

1、橋梁預(yù)警系統(tǒng)目的在于當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷威脅到正常使用時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，確保橋梁安全運(yùn)營(yíng)。損傷識(shí)別是橋梁預(yù)警系統(tǒng)中的核心部分，損傷識(shí)別效果直接決定了橋梁預(yù)警系統(tǒng)的效率和可靠性。 近年來(lái)，基于振動(dòng)的損傷識(shí)別方法為國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛研究。它以橋梁的動(dòng)力測(cè)試為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)動(dòng)力測(cè)試所獲得的響應(yīng)數(shù)據(jù)及動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行綜合分析，達(dá)到對(duì)橋梁損傷進(jìn)行診斷和評(píng)估和目的。 本文在主要在以下幾個(gè)方面重點(diǎn)進(jìn)行了研究。 首先，分析橋梁預(yù)警系統(tǒng)特點(diǎn)及其

2、對(duì)損傷識(shí)別方法要求的基礎(chǔ)上，確定了先預(yù)警、后定位的兩步損傷識(shí)別方案。 其次，結(jié)合現(xiàn)有損傷識(shí)別研究的成果，提出了利用小波包能量變異極值指數(shù)以及相應(yīng)的預(yù)警臨界值進(jìn)行橋梁損傷預(yù)警的思路。通過(guò)建立有限元模型分析了小波包能量變異極值指數(shù)在理想狀態(tài)下對(duì)損傷的敏感性和預(yù)警臨界值確定的合理性，建議將小波包能量變異極值指數(shù)作為橋梁預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警指標(biāo)。 再次，系統(tǒng)介紹了小波包能量分量曲率法、曲率模態(tài)法和柔度矩陣法等損傷定位理論，在此基礎(chǔ)上提

3、出了利用小波包能量變異極值指數(shù)法進(jìn)行橋梁損傷定位的方法。設(shè)計(jì)了基于動(dòng)力測(cè)試的損傷定位靈敏性和準(zhǔn)確性試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)四種損傷定位效果進(jìn)行比較，綜合考慮各種損傷識(shí)別方法的優(yōu)劣，提出了用小波包能量變異極值指數(shù)法進(jìn)行初步損傷定位，然后用小波包能量分量曲率法進(jìn)行復(fù)核的兩步損傷定位思路。 最后，為了模擬橋梁損傷預(yù)警指標(biāo)和定位方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用效果，設(shè)計(jì)了斜拉橋和桁架橋模型試驗(yàn)。通過(guò)設(shè)定斜拉橋和桁架橋不同的損傷狀況，分別進(jìn)行損傷預(yù)警和