基于瞬態(tài)動力學(xué)的剛性系桿拱橋吊桿損傷識別.pdf

1、剛性系桿拱橋是拉索體系橋梁中的一種重要形式，其跨徑一般為50～150米之間，數(shù)量眾多。剛性系桿拱橋的吊桿形式比較多樣，部分橋梁采用水泥砂漿填充的外套鋼管的鋼絲束，很難通過常規(guī)方法進行檢測，但作為吊桿而言，其受拉概率較高，其損傷識別方法的研究非常重要。本文主要研究基于瞬態(tài)動力學(xué)的剛性系桿拱橋吊桿的損傷識別方法。通過頻帶相對能量累積變化率指標(biāo)來分析損傷前后加速度信號，利用概率統(tǒng)計的方法判斷剛性系桿拱橋吊桿損傷的位置。本研究主要內(nèi)容包括：

2、r>　　 ①從小波包能量譜出發(fā)，定義加速度信號經(jīng)小波包分解后各頻帶上信號能量與信號總能量之比為頻帶相對能量，提出損傷前后結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)各頻帶相對能量之差的絕對值與損傷前頻帶相對能量之比為頻帶相對能量變化率，最終定義所有頻帶相對能量變化率的總和為小波包頻帶能量累積變化率，并以之作為結(jié)構(gòu)損傷的判別指標(biāo)，以所有測點頻帶能量累積變化率經(jīng)統(tǒng)計得到的置信區(qū)間上限為判別依據(jù)，一旦當(dāng)某測點的指標(biāo)超過經(jīng)統(tǒng)計得到的置信區(qū)間上限時，可以判斷出該點對應(yīng)位置存在

3、損傷。
　　 ②提出以小波包頻帶能量比累積變化率為判別指標(biāo)，以沖擊荷載為動荷載激振的瞬態(tài)動力學(xué)方法。通過數(shù)值模擬驗證了該方法在剛性系桿拱橋吊桿損傷的識別上具有可行性。
　　 ③通過對剛性系桿拱橋動力計算模型與實際橋梁結(jié)構(gòu)的差異性影響的分析，即計算模型粗糙性的影響。經(jīng)過分析可見，采用本文所提出的方法進行剛性系桿拱橋吊桿損傷識別時，計算模型的粗糙性的影響較小，不足以影響到損傷識別結(jié)果，對于以檢測為目的的測試，橋梁損傷前結(jié)構(gòu)的

4、動力響應(yīng)無從得到，粗糙性分析為以理論模型的有限元分析結(jié)果替代損傷前實橋測試信號提供了可行性依據(jù)。
　　 ④通過從理論和數(shù)值模擬兩個方面論證了動荷載形式相同而荷載幅值不同對檢測結(jié)果沒有影響，并提出了以沖擊荷載作為激勵荷載的試驗加載方法，利用沖擊荷載加載方法簡單且容易控制的特點，較好地解決了實際橋梁多次動測試驗動荷載無法一致的問題。
　　 ⑤在實驗室進行了有機玻璃模型損傷前后的瞬態(tài)動力學(xué)加載試驗，通過對動力加速度信號的采集與