基于共軛梯度法的梁式橋及桁架損傷識別研究.pdf

1、目前,我國橋梁建設(shè)正進(jìn)入快速發(fā)展期,尤其是隨著當(dāng)前城市的快速發(fā)展,城市軌道及公路橋梁的建設(shè)也迎來了發(fā)展的機(jī)遇期。然而,隨著橋梁建設(shè)步伐的加快,一些老橋超年限、超負(fù)荷的運(yùn)行,給橋梁的安全運(yùn)行埋下了重大的隱患,所以對老橋的安全檢測已是迫在眉睫。
　　首先,根據(jù)結(jié)構(gòu)受損后的頻率和模態(tài)建立殘余力模態(tài)向量方程,分別利用廣義逆(穆爾-彭諾斯逆)及最小秩方法求解殘余力模態(tài)向量方程,即求得損傷結(jié)構(gòu)變化剛度矩陣?K,根據(jù)該矩陣的稀疏性大致識別結(jié)構(gòu)損

2、傷的位置。其次根據(jù)殘余力模態(tài)向量定義損傷位置指標(biāo)法,利用該指標(biāo)識別單元損傷的位置。由于在實際試驗中,只能測得有限自由度的響應(yīng),所以本文將廣義逆、最小秩、損傷位置指標(biāo)法分別與模態(tài)擴(kuò)階方法結(jié)合識別結(jié)構(gòu)的損傷位置。
　　根據(jù)損傷位置的定位,將正弦移動荷載分別作用在簡支梁、三跨連續(xù)梁上,測得有限自由度的加速度響應(yīng)。根據(jù)響應(yīng)數(shù)據(jù),利用共軛梯度法(時域方法)和遺傳算法結(jié)合識別單元的損傷程度。結(jié)構(gòu)損傷識別屬于逆問題求解。單一損傷時,只需利用共軛

3、梯度法任意假定初始損傷值,通過迭代,修正剛度參數(shù)模型,能得到較好識別效果。多單元損傷時,需將共軛梯度與遺傳算法結(jié)合,由遺傳算法得到的值作為共軛梯度方法的初始值,然后通過迭代求解實現(xiàn)對單元損傷程度的識別。對于桁架結(jié)構(gòu),不管是單一損傷還是多損傷,僅需要利用共軛梯度法就能較好識別結(jié)構(gòu)的損傷。為模擬實際情況,將噪音引入,檢驗該混合方法對噪音的抗干擾能力。
　　為將頻域方法與時域方法進(jìn)行對比,將單元剛度修正法(頻域方法)與改進(jìn)的Guyan縮