基于灰色關聯(lián)理論和遺傳算法的懸索橋損傷識別研究.pdf

1、結構工程在服役期內(nèi)，長期受到靜、動態(tài)荷載作用，結構材料遭到大氣環(huán)境的腐蝕和破壞，隨著時間的增長必有損傷發(fā)生。如若結構損傷不能得以發(fā)現(xiàn)并及時修復，必然存在著極大的安全隱患。尤其橋梁結構是公路和鐵路的咽喉，一旦發(fā)生破壞造成的損傷和影響是極大的。所以及時檢測發(fā)現(xiàn)橋梁損傷位置及損傷大小，進行維修加固并對橋梁結構工作狀態(tài)進行安全評估，是當下的熱門研究課題，同時也具有非常重要的研究意義和實用意義。
　　結構損傷識別是橋梁結構健康監(jiān)測的重要組成

2、部分，現(xiàn)階段根據(jù)測量數(shù)據(jù)的不同將結構損傷檢測識別分為兩大類：即基于靜態(tài)測量數(shù)據(jù)和基于動態(tài)測量數(shù)據(jù)進行損傷識別，利用結構的動靜態(tài)參數(shù)的變化來識別結構的損傷是一個研究熱點，相比于動態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)易采集且精度較高，對結構損傷較敏感，因此本文主要是基于靜態(tài)測量數(shù)據(jù)進行懸索橋的損傷識別。
　　本文在系統(tǒng)了解結構損傷識別方法和現(xiàn)狀的基礎上，基于灰色關聯(lián)理論和遺傳算法兩步法進行損傷識別。通過對自錨式懸索橋損傷識別數(shù)值研究證明了該方法有效性。主

3、要研究內(nèi)容如下：
　　（1）運用Midas有限元軟件建立跨湟水河自錨式懸索橋的有限元模型，進行初始平衡狀態(tài)分析。對于自錨式懸索橋，其易損構件為主梁，其損傷后會對吊桿產(chǎn)生影響，使吊桿內(nèi)力重新分配。因此在自錨式懸索橋有限元模型中，通過調(diào)整不同吊桿的初拉力改變吊桿力模擬由于主梁損傷引起的吊桿內(nèi)力變化，并提取由此引起的靜態(tài)數(shù)據(jù)位移變化值進行損傷識別；
　?。?）基于灰色關聯(lián)理論知識，運用靜態(tài)位移曲率置信因子(SDCAC)識別橋梁損傷

4、發(fā)生位置。根據(jù)損傷前后結構節(jié)點位移曲率置信因子大小，判斷節(jié)點損傷前后的位移曲率關聯(lián)度大小，進而識別損傷發(fā)生的位置。通過對簡支梁損傷識別結果得出該方法對結構局部位置損傷定位的有效性。十種吊桿力變化工況下湟水河自錨式懸索橋橋跨方向上梁單元節(jié)點SDCAC曲線變化，判斷不同的損傷位置，結果表明該方法對于大型復雜的懸索橋也是有效的。
　?。?）基于遺傳算法知識，對基本的遺傳算法進行改進，采用最優(yōu)保存策略及自適應交叉和變異概率，提高遺傳算法的