基于索力監(jiān)測的大跨索支承橋梁受損索識別的研究.pdf

1、本文針對索支承結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測問題，以一座大跨高速公路斜拉橋（原型背景為蘇拉馬都人橋，以下簡稱S橋）的有限元模型為具體研究對象，系統(tǒng)研究驗證了一種基于索力監(jiān)測的、能夠合理有效地監(jiān)測索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)中每一根索的健康狀況的方法。
　　 本文主要研究工作可以概括如下：
　　 ①利用有限元法建立S橋的有限元基準(zhǔn)模型；然后在有限元基準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行損傷工況模擬，計算了受損索數(shù)目大于等于1時（68886種工況）所有支承索的索力

2、變化。
　　 ②針對S橋的索系統(tǒng)健康監(jiān)測問題，利用上述數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究驗證了關(guān)于索力變化的線性關(guān)系假說，給出了用向量和矩陣表達(dá)的線性關(guān)系公式。定義了線性關(guān)系公式中各個向量和矩陣，并給出了建立各向量和矩陣的步驟和方法。
　　 ③本文研究表明，即使受損索的數(shù)量達(dá)到140根且受損索的損傷程度達(dá)到40％，線性關(guān)系假說在工程應(yīng)用上都是可以接受的?；蛘哒f該線性關(guān)系只是一種近似的線性關(guān)系，因此不能簡單根據(jù)此線性關(guān)系來直接求解得到索損傷向量

3、，否則得到的索損傷向量中的元素甚至?xí)霈F(xiàn)較大的負(fù)值，也就是負(fù)損傷，這明顯是不合理的。為了獲得索損傷向量的可接受的解，即帶有合理誤差，但可以比較準(zhǔn)確地從索系統(tǒng)中確定受損索的位置及其損傷程度，使用多目標(biāo)優(yōu)化算法來求解上面提到的線性關(guān)系假說公式是一種合理的方法，本文給出了具體的求解過程（也就是識別受損索的過程）。并針對所有模擬案例進(jìn)行了驗證研究，研究表明，在一定條件下，基于索力變化線性關(guān)系的多目標(biāo)優(yōu)化算法受損索識別技術(shù)是能夠滿足工程應(yīng)用要求的