基于曲率模態(tài)的梁橋結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究.pdf

1、本文把曲率模態(tài)理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論結(jié)合起來探究橋梁損傷識別特征，并著重對簡支梁損傷位置進(jìn)行了識別研究。針對曲率模態(tài)差對橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別的局部不敏感性與損傷程度靈敏度問題，提出了曲率模態(tài)差與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法相結(jié)合的方法識別橋梁結(jié)構(gòu)損傷位置;將曲率模態(tài)差由一維擴(kuò)展至二維，提出基于二維曲率模態(tài)差的方法從二維角度識別橋梁損傷位置，并將此方法拓展至橋梁裂縫形狀識別;最后對隨機(jī)溫度荷載情況下的二維損傷識別提出解決方法，主要內(nèi)容如下:
　　1.針對一

2、維簡支梁結(jié)構(gòu)，首先利用曲率模態(tài)差對其進(jìn)行損傷識別，包括單處損傷、多處損傷以及不同位置的損傷位置識別，驗(yàn)證了其有效性;針對目前損傷大小不定量的狀況，提出融合體積率與損傷程度的損傷量化概念，為損傷定量分析提供依據(jù);在較小損傷情況下，曲率模態(tài)差存在局部不敏感性與損傷程度靈敏度問題，針對這一特性，提出融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類識別算法的方法對簡支梁損傷的位置進(jìn)行識別，結(jié)果表明，在曲率模態(tài)差不能識別損傷的情況下，該方法能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)損傷位置進(jìn)行有效的識別。

3、
　　2.針對二維簡支梁結(jié)構(gòu)，首先將曲率模態(tài)差理論拓展至二維;用高斯曲率模態(tài)差對簡支板梁進(jìn)行二維損傷定位，結(jié)果表明其損傷識別效果并不明顯;提出二維模態(tài)曲率差的方法識別損傷位置，對簡支板梁進(jìn)行了損傷識別研究，其結(jié)果較高斯曲率模態(tài)差明顯改善，在相同工況下能夠精確的識別出損傷位置;探討了二維曲率模態(tài)差方法進(jìn)行識別時，損傷的位置和識別效果的關(guān)系，研究表明其存在局部損傷不敏感的狀況;在二維曲率模態(tài)差對局部損傷不能識別的情況下，融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算

4、法對其進(jìn)行損傷識別分析，結(jié)果表明此方法能夠有效的解決局部損傷不敏感的問題;最后基于二維曲率模態(tài)差進(jìn)行擴(kuò)展，提出橋梁裂縫形狀識別技術(shù)，并對此進(jìn)行數(shù)值模擬，成功識別出裂縫的形狀。
　　3.結(jié)合溫度對混凝土彈性模量的影響，利用彈性模量的折減模擬溫度荷載對混凝土的影響;首先用二維曲率模態(tài)差對溫度荷載均勻作用在簡支梁工況下進(jìn)行損傷識別分析，其識別效果明顯;提出影響因子法模擬溫度荷載作用于損傷位置與非損傷位置的區(qū)別并探究影響影子對識別效果的影

5、響，當(dāng)影響因子較大時，二維曲率模態(tài)差仍能夠準(zhǔn)確識別出損傷位置;由于溫度分布的隨機(jī)性，用正態(tài)分布模擬溫度荷載隨機(jī)作用于簡支梁結(jié)構(gòu)，在此工況下用二維曲率模態(tài)差對其進(jìn)行損傷識別，分析溫度隨機(jī)離散程度對損傷識別的影響，當(dāng)離散程度較小時，二維曲率模態(tài)差仍能準(zhǔn)確的識別出損傷位置;結(jié)合溫度對混凝土外表面與內(nèi)表面的梯度曲線，對日照情況進(jìn)行模擬，探究其對二維曲率模態(tài)差識別損傷位置的影響，結(jié)果表明在日照工況下，二維曲率模態(tài)差能夠識別出損傷位置;最后，針對溫