橋梁預警系統(tǒng)中的損傷識別方法及試驗研究.pdf

1、橋梁預警系統(tǒng)目的在于當橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷威脅到正常使用時及時發(fā)出預警，確保橋梁安全運營。損傷識別是橋梁預警系統(tǒng)中的核心部分，損傷識別效果直接決定了橋梁預警系統(tǒng)的效率和可靠性。 近年來，基于振動的損傷識別方法為國內(nèi)外學者廣泛研究。它以橋梁的動力測試為基礎(chǔ)，通過對動力測試所獲得的響應數(shù)據(jù)及動力參數(shù)進行綜合分析，達到對橋梁損傷進行診斷和評估和目的。 本文在主要在以下幾個方面重點進行了研究。 首先，分析橋梁預警系統(tǒng)特點及其

2、對損傷識別方法要求的基礎(chǔ)上，確定了先預警、后定位的兩步損傷識別方案。 其次，結(jié)合現(xiàn)有損傷識別研究的成果，提出了利用小波包能量變異極值指數(shù)以及相應的預警臨界值進行橋梁損傷預警的思路。通過建立有限元模型分析了小波包能量變異極值指數(shù)在理想狀態(tài)下對損傷的敏感性和預警臨界值確定的合理性，建議將小波包能量變異極值指數(shù)作為橋梁預警系統(tǒng)的預警指標。 再次，系統(tǒng)介紹了小波包能量分量曲率法、曲率模態(tài)法和柔度矩陣法等損傷定位理論，在此基礎(chǔ)上提

3、出了利用小波包能量變異極值指數(shù)法進行橋梁損傷定位的方法。設(shè)計了基于動力測試的損傷定位靈敏性和準確性試驗，通過試驗結(jié)果對四種損傷定位效果進行比較，綜合考慮各種損傷識別方法的優(yōu)劣，提出了用小波包能量變異極值指數(shù)法進行初步損傷定位，然后用小波包能量分量曲率法進行復核的兩步損傷定位思路。 最后，為了模擬橋梁損傷預警指標和定位方法在實際工程中的應用效果，設(shè)計了斜拉橋和桁架橋模型試驗。通過設(shè)定斜拉橋和桁架橋不同的損傷狀況，分別進行損傷預警和