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基于动力特性变化的桥梁损伤定位方法

作　者: 游翔
导　师: 蒲黔辉
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 桥梁损伤识别健康监测固有频率损伤定位
分类号: U446.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 238次
引　用: 8次
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内容摘要

交通是社会的经济命脉,桥梁是交通畅通的咽喉,交通的不畅会制约社会的经济发展,所以保障桥梁的功能性,尤其是安全性至关重要,这就需要经常对桥梁进行安全性检测和监测,以确保桥梁的正常使用。我国桥梁目前现状是桥梁的数量极大,一方面,许多既有桥梁己接近设计寿命,桥梁的老化、损坏现象比较严重,另一方面,又有许多新的、大型桥梁结构陆续建成,为保证这些桥梁安全运行、避免严重事故发生,需要对新建桥梁进行健康监测、对既有桥梁进行损伤识别和可靠性鉴定。目前的结构物理参数识别方法基本上都同时识别结构变化的位置和变化的程度,这样做既增加了识别的难度,同时又使识别具有盲目性。因此,可以按照两阶段法的思想,将损伤位置和损伤程度分别进行。利用整体层次上的检测,大致判定结构损伤的位置,然后对结构可能的损伤部位进行局部构件检测。本文首先总结了近几年来桥梁健康监测的研究状况,然后较系统地阐述了桥梁结构健康监测的新概念。然后,本文阐述了结构损伤识别的现状,并对有关损伤诊断的一些方法进行了评价,这些方法包括:固有频率、应变模态、模态置信度判据、柔度矩阵、小波分析、遗传算法等等。最后,本文通过对一连续梁桥的数值分析,讨论了梁的三种仅与损伤位置有关的频率指纹对损伤定位的通用性,并得出结论:梁的正则化频率变化率对损伤程度和损伤宽度都有很好的稳定性,可以作为理想损伤定位的频率指纹。本文还得出了利用梁的正则化频率变化率进行损伤定位的方法。

全文目录

第一章绪论  9-22
  1.1 研究桥梁结构损伤识别的意义  9-10
  1.2 桥梁损伤识别发展概况  10-12
  1.3 结构损伤检测的分类  12-14
    1.3.1 指纹识别法  12
    1.3.2 模型修正和系统识别法  12-13
    1.3.3 神经网络法  13
    1.3.4 应力波理论法  13-14
  1.4 桥梁结构动力检测方法研究进展  14-20
  1.5 本文的研究意义和主要内容  20-22
    1.5.1 本文的研究意义  20
    1.5.2 本文的主要内容  20-22
第二章桥梁健康监测理论  22-29
  2.1 概述  22-23
  2.2 桥梁健康监测的概念  23-24
  2.3 桥梁健康监测系统与理论研究  24-25
    2.3.1 桥梁健康监测系统  24
    2.3.2 桥梁健康监测的理论研究  24-25
  2.4 桥梁健康监测的应用现状  25-26
  2.5 结构的自动损伤识别  26-27
  2.6 桥梁健康监测的发展方向  27
  2.7 结论  27-29
第三章结构损伤识别理论  29-45
  3.1 概述  29-30
  3.2 基于曲率模态分析的理论基础  30-31
  3.3 基于应变模态的损伤识别技术  31-34
  3.4 基于模态置信度判据识别结构损伤  34-35
  3.5 基于柔度矩阵的损伤识别和定位方法  35-36
  3.6 变形曲率法识别结构的损伤  36-37
  3.7 基于刚度变化的结构损伤识别和定位  37-40
  3.8 基于小波分析的识别方法  40-42
  3.9 基于遗传算法的结构损伤识别  42-45
第四章基于固有频率数据的梁的损伤定位  45-72
  4.1 引言  45
  4.2 理论基础  45-49
    4.2.1 基于频率的损伤识别的基本原理  45-46
    4.2.2 基于频率数据的损伤定位参数  46-49
  4.3 梁的损伤模型分析  49-60
    4.3.1 梁的分析模型  50
    4.3.2 频率指纹的有效性  50-60
  4.4 损伤程度对频率指纹的影响  60-65
  4.5 梁的损伤单元宽度对频率指纹的影响  65-67
  4.6 利用频率指纹进行梁的损伤定位  67-71
    4.6.1 频率指纹选取原则  67-68
    4.6.2 利用频率指纹进行梁的损伤定位的步骤  68
    4.6.3 对仿真模型进行损伤定位  68-71
  4.7 小结  71-72
第五章结论和展望  72-74
  5.1 结论  72
  5.2 展望  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  79

基于动力特性变化的桥梁损伤定位方法

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