斜拉橋多尺度模型修正及模型確認(rèn)方法研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)、損傷預(yù)后以及安全預(yù)后是當(dāng)前橋梁工程界的研究熱點(diǎn)，建立一個(gè)準(zhǔn)確的、能同時(shí)兼顧結(jié)構(gòu)整體特性和局部細(xì)節(jié)特性的有限元模型是實(shí)現(xiàn)橋梁健康監(jiān)測(cè)目標(biāo)的有效手段之一。同時(shí)，為使建立的有限元模型能較好地反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況，應(yīng)采用有效的模型修正技術(shù)來(lái)提高模擬精度，并考慮參數(shù)的不確定性對(duì)修正后的模型進(jìn)行確認(rèn)。
　　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(duì)該多尺度模型進(jìn)行模型修正

2、和確認(rèn)，主要工作如下:
　　1.對(duì)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(shí)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(shí)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(guò)分析灌河大橋多尺度模型的特點(diǎn)及誤差來(lái)源，基于多項(xiàng)式響應(yīng)面方法和支持向量回歸機(jī)方法建立兩階段模型修正的基本框架，開(kāi)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(cè)系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，從

3、計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)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(píng)估三方面進(jìn)行了灌河大橋多尺度模型確認(rèn)。
　　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(cè)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(duì)大尺度模型采用三階多項(xiàng)式響應(yīng)面方法進(jìn)行修正;第二階段針對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別采用三階多項(xiàng)式響應(yīng)面方法與支持向量回歸機(jī)

4、方法進(jìn)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(jì)算頻率與實(shí)測(cè)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(rèn)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(shí)各階頻率的重合度指標(biāo)均大于75％，反向傳遞時(shí)各結(jié)構(gòu)參數(shù)的重合度指標(biāo)均大于65％。模型有效性評(píng)估結(jié)果表明修正后的灌河大橋多尺度模型在整個(gè)參數(shù)空間均具有較高精度，因此確認(rèn)后的灌河大橋多尺度模型可用于