移动荷载作用下桥梁动力响应分析

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交通是支撑地区经济发展的骨骼,桥梁是维持交通畅通的关节,桥梁结构的健康与否关系到交通运输系统能否正常运转。目前我国服役之中的桥梁大量都存在或多或少的安全隐患问题,为保障结构安全运营,避免事故发生就必须对其健康状况进行评估,因此找到一种有效的桥梁损伤评定方法已经成为该领域的热点问题。在众多研究中,基于结构振动的损伤识别正受到广泛的关注。本文选取频率参数来对桥梁进行损伤识别分析,并引入移动车辆的作用,利用移动车辆作用下桥梁频率的改变,用这种频率改变构造损伤定位参数来进行损伤识别,最后通过实桥分析验证该方法识别效果。主要工作包括以下几个方面:1、比较系统的总结基于振动的结构损伤识别国内外研究现状,重点讨论动力指纹法,对常用的几种损伤识别方法进行归类,并分析各自的优缺点。2、阐述频率用于损伤识别的机理,在理论上分析频率变化比、频率变化平方比、频率变化率比值、正则化频率变化率四种频率指纹用于损伤定位的可能性。3、以一简支空心板为例,通过有限元模拟方法对比四种频率指纹的有效性,并研究其中两种频率指纹的稳定性,认为频率变化率比值和正则化频率变化率指纹用于损伤定位效果更好,算例表明这两种指纹可以识别简支梁单处损伤。4、鉴于频率指纹法识别桥梁损伤的局限性,作者将动力测试中的移动车辆与桥梁看成一个系统,把车桥频率作为桥梁损伤识别的物理量。车辆简化为移动弹簧—质量模型,分析车辆作用在桥梁不同位置引起的频率变化规律,用其构造出损伤定位参数,通过参数曲线突变来判断损伤位置,利用数值模拟的方法对某三跨连续梁桥在不同工况下进行了损伤识别验证,并探究建模误差对识别效果的影响。
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