工程結(jié)構(gòu)損傷識別的反問題研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和交通事業(yè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以其施工簡便、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、受力合理、行車舒適等獨(dú)特優(yōu)勢在近年來得到了迅速崛起。但由于它出現(xiàn)較晚，其理論和經(jīng)驗(yàn)還不十分完善，在修建過程中也存在一些技術(shù)上的問題。在現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力損失的大小直接影響著結(jié)構(gòu)的抗裂度和撓度。 本文以鐘祥漢江公路大橋?yàn)橐劳?，將遺傳算法用于大跨度混凝土橋梁的預(yù)應(yīng)力附加損失的識別。建立附加損失的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)橋梁病害的幾個(gè)明顯特征，確定病害成因，并

2、用遺傳算法識別損失模型的參數(shù)，確定有關(guān)各截面的損失值。分析表明該方法是有效的，與實(shí)際的病害現(xiàn)象較吻合。 另外，提出了以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法為主的智能識別、預(yù)測方法。結(jié)構(gòu)損傷識別可轉(zhuǎn)化為極小化問題求解，利用遺傳算法可以有效地求得全局優(yōu)化解，但需要大量的有限元分析計(jì)算。而BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以建立結(jié)構(gòu)損傷參數(shù)(輸入)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)變化(輸出)之間的非線性映射關(guān)系，BP網(wǎng)絡(luò)這種建立全局性映射關(guān)系的能力，為遺傳算法求解損傷識別問題提供了強(qiáng)大的計(jì)算手

3、段。文中給出了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法結(jié)合進(jìn)行損傷識別的方法步驟。 根據(jù)鐘祥大橋的設(shè)計(jì)，施工資料及試驗(yàn)檢測報(bào)告，對該橋進(jìn)行了有限元建模和分析計(jì)算。針對該橋?qū)嶋H病害，從結(jié)構(gòu)損傷和預(yù)應(yīng)力附加損失兩方面進(jìn)行了反問題參數(shù)識別研究。利用正交試驗(yàn)法進(jìn)行BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本的正交設(shè)計(jì)，將損傷位置與損傷程度作為BP網(wǎng)絡(luò)的輸入，然后用有限元方法(GQJS)計(jì)算損傷結(jié)構(gòu)與完好結(jié)構(gòu)的撓度差作為BP網(wǎng)絡(luò)的輸出，最后利用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)通過遺傳算法對損傷結(jié)構(gòu)的損

4、傷參數(shù)進(jìn)行識別，并結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)對該橋損傷后的實(shí)際承載能力進(jìn)行了估算。結(jié)果表明，采用本文的損傷識別方法是合理的、有效的，不僅為該橋梁的治理方案制定提供可靠的科學(xué)依據(jù)，而且此方法可望推廣應(yīng)用類似病害橋梁的加固優(yōu)化分析。 本文模擬大橋預(yù)應(yīng)力損失，以預(yù)應(yīng)力損失后的橋梁變形與實(shí)測橋面下陷值吻合為目的，將遺傳算法應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的病害成因的識別，獲得了滿意的結(jié)果。利用數(shù)值分析模擬大橋的損傷情況，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法結(jié)合應(yīng)用于預(yù)