桥梁损伤识别的动态方法研究

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本文在分析桥梁结构损伤识别的动态方法的研究现状和存在问题的基础上,对几种常用的结构损伤识别的动态方法进行了探讨和研究,并对于形状较复杂的桥梁结构作了损伤识别的数值仿真分析,本文的主要工作为:1.详细论述了利用结构频率的改变量、模态参数、模态置信度以及柔度矩阵等动态方法进行桥梁结构损伤识别的理论,对损伤识别的诊断过程和识别的重点步骤作了论述;2.编制计算机程序对某一简支T形梁进行损伤识别数值仿真,模拟多种桥梁损伤状态,对其进行损伤识别,比较了各种识别方法的差异,给出了结构损伤识别中需要注意的问题以及应用于工程实际的可行性;3.采用结构损伤识别的曲率模态法分别对一座预应力混凝土连续梁桥和一座刚架桥进行损伤仿真计算,研究和探讨了曲率模态法对于不同损伤情况的诊断能力,以及不同损伤程度对于结构损伤识别的影响等。 本文通过简支梁桥、预应力混凝土连续梁桥、刚架桥的损伤识别数值仿真,可以得出以下结论:1.频率是最容易得到的损伤判别参数,测量方法简单而且测量精度较高,但由于频率是损伤识别的全局物理量,对局部损伤不敏感,如果仅用频率进行损伤识别,则在实际工程应用中有很大的困难;2.曲率模态是识别损伤的敏感标识量,对简单和复杂桥型损伤程度可以进行定性分析,曲率模态方法最大的弱点是对于测试误差的适应能力不强,有测试误差(噪声)存在,会大大削弱曲率模态方法对损伤识别的诊断精度,选用较精确的仪器以及设计完善的测量方法,或者对所测量得到的数据进行处理,在保证测量精度的前提下,该方法适用于工程实际;3.模态置信度判据受噪声的影响很大,而且对损伤的反应不是很明显,不能作为损伤的主要判别依据,但可以作为一种辅助的手段进行损伤诊断;4.柔度矩阵差值法与变形曲率法都只能识别出结构损伤的位置,不能判别损伤的程度,而且抗噪声能力不强,由于要进行大量的数据处理,在计算过程中会有误差积累,这也影响到这些方法的识别精度,在保证测量精度的前提下,这两种方法也可以应用于工程实际中。
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