基于類柔度差曲率的結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)研究

發(fā)布時間：2020-06-27 00:09

【摘要】：結(jié)構(gòu)損傷識別作為橋梁健康監(jiān)測核心內(nèi)容之一,其識別方法較多,由于柔度類損傷識別指標僅需低階模態(tài)就可進行損傷識別,低階模態(tài)在工程中容易測得且精度較高,故柔度類損傷識別方法得到了大量學者的關(guān)注,并開展了許多研究工作。損傷識別技術(shù)從1970年開始逐漸被應用在土木工程領(lǐng)域,眾多學者通過對結(jié)構(gòu)不同參數(shù)的研究分析,提出了不同特點的多種損傷識別方法,從而對結(jié)構(gòu)的損傷與否做出判斷,確定損傷位置以及識別損傷程度。文章概述了結(jié)構(gòu)損傷識別的相關(guān)研究,介紹了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,說明了各類結(jié)構(gòu)損傷識別方法特點及其優(yōu)缺點。目前單一的損傷指標已經(jīng)無法滿足對結(jié)構(gòu)損傷識別的要求,應考慮綜合信息,發(fā)展多指標結(jié)合的損傷識別技術(shù)。為了更好的識別結(jié)構(gòu)弱損傷,提出了基于類柔度差曲率和頻率攝動的結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù),對不含邊界損傷單元的多種損傷工況進行了數(shù)值模擬,同時對其一、二階頻率攝動計算。計算結(jié)果表明:僅需第一階模態(tài)測試數(shù)據(jù),即可完成結(jié)構(gòu)損傷位置的診斷和定量識別損傷程度。同時,使用一階模態(tài)建立的類柔度差曲率LFCF指標對梁式結(jié)構(gòu)損傷定位具有良好的診斷效果,且該方法計算工作量小;當損傷程度不大于25%時,二階頻率攝動計算的各工況損傷程度最大誤差不超過5.85%,證明了該方法的有效性和精確性。為進一步驗證該方法的實用性和有效性,針對下承式拱橋結(jié)構(gòu)的典型橫梁構(gòu)件,采用類柔度差曲率和頻率攝動的結(jié)構(gòu)損傷識別方法對單損傷和多損傷工況進行數(shù)值模擬,計算結(jié)果顯示:對于單損傷模擬,二階攝動識別結(jié)果精度明顯高于一階攝動識別結(jié)果;對于多損傷模擬,前兩階頻率攝動識別結(jié)果相差不大,一階攝動識別效果較佳。證明該方法對結(jié)構(gòu)損傷識別效果良好,具有一定的研究意義,可為實際工程應用提供參考。
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU317
【圖文】：

垮塌,韓國,橋梁合龍

華北水利水電大學碩士學位論文美國 Tbcoma 橋等。再者外界環(huán)境的侵蝕、疲勞效應、溫度效應和地震效應等不利因素的相互作用[2]，也會導致橋梁結(jié)構(gòu)自身材料性能退化，尤其是在交通壓力較大的地段，車輛行駛速度高和超載等情況的發(fā)生，極有可能會導致災難性事故的發(fā)生。如：2012年 9 月 22 日，發(fā)生在韓國京畿道的臨津江跨江大橋的嚴重垮塌事故，造成了 2 人死亡，12 個人受到傷害，見圖 1-1；2007 年廣東九江大橋因當年橋面合龍時有誤差，被強迫合龍，稍有點扭曲，橋梁合龍大誤差可成為橋梁扭曲事故的隱患，最后被通過的船只撞塌，見圖 1-2。

九江大橋,廣東