基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的剛性系桿拱橋吊桿損傷識(shí)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(guò)常規(guī)方法進(jìn)行檢測(cè)，但作為吊桿而言，其受拉概率較高，其損傷識(shí)別方法的研究非常重要。本文主要研究基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的剛性系桿拱橋吊桿的損傷識(shí)別方法。通過(guò)頻帶相對(duì)能量累積變化率指標(biāo)來(lái)分析損傷前后加速度信號(hào)，利用概率統(tǒng)計(jì)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?gòu)男〔ò芰孔V出發(fā)，定義加速度信號(hào)經(jīng)小波包分解后各頻帶上信號(hào)能量與信號(hào)總能量之比為頻帶相對(duì)能量，提出損傷前后結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)各頻帶相對(duì)能量之差的絕對(duì)值與損傷前頻帶相對(duì)能量之比為頻帶相對(duì)能量變化率，最終定義所有頻帶相對(duì)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(cè)點(diǎn)頻帶能量累積變化率經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到的置信區(qū)間上限為判別依據(jù)，一旦當(dāng)某測(cè)點(diǎn)的指標(biāo)超過(guò)經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到的置信區(qū)間上限時(shí)，可以判斷出該點(diǎn)對(duì)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(dòng)荷載激振的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)方法。通過(guò)數(shù)值模擬驗(yàn)證了該方法在剛性系桿拱橋吊桿損傷的識(shí)別上具有可行性。
　　 ③通過(guò)對(duì)剛性系桿拱橋動(dòng)力計(jì)算模型與實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的差異性影響的分析，即計(jì)算模型粗糙性的影響。經(jīng)過(guò)分析可見(jiàn)，采用本文所提出的方法進(jìn)行剛性系桿拱橋吊桿損傷識(shí)別時(shí)，計(jì)算模型的粗糙性的影響較小，不足以影響到損傷識(shí)別結(jié)果，對(duì)于以檢測(cè)為目的的測(cè)試，橋梁損傷前結(jié)構(gòu)的

4、動(dòng)力響應(yīng)無(wú)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(shí)橋測(cè)試信號(hào)提供了可行性依據(jù)。
　　 ④通過(guò)從理論和數(shù)值模擬兩個(gè)方面論證了動(dòng)荷載形式相同而荷載幅值不同對(duì)檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有影響，并提出了以沖擊荷載作為激勵(lì)荷載的試驗(yàn)加載方法，利用沖擊荷載加載方法簡(jiǎn)單且容易控制的特點(diǎn)，較好地解決了實(shí)際橋梁多次動(dòng)測(cè)試驗(yàn)動(dòng)荷載無(wú)法一致的問(wèn)題。
　　 ⑤在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了有機(jī)玻璃模型損傷前后的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)加載試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)動(dòng)力加速度信號(hào)的采集與