橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、建國后興建的土木工程結(jié)構(gòu)如橋梁、大壩、高層建筑等，多數(shù)已接近基準(zhǔn)使用期。由于外部荷載、環(huán)境浸蝕、超期服役、自然災(zāi)害、設(shè)計(jì)初始缺陷等原因，這些建筑結(jié)構(gòu)普遍存在損傷現(xiàn)象。如何對(duì)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行有效的檢測和評(píng)價(jià)，已成為當(dāng)前土木工程界研究的熱點(diǎn)問題。目前結(jié)構(gòu)損傷檢測還處于初步探索階段，研究方法基本上處于理論分析和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)階段，而物理模型實(shí)驗(yàn)缺乏，致使所產(chǎn)生理論與方法與實(shí)際工程應(yīng)用還存在著一定差距。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文以土木工程中常見的橋梁結(jié)構(gòu)的損

2、傷檢測為研究對(duì)象，通過在橋梁結(jié)構(gòu)的簡化模型一工字鋼梁上設(shè)置不同損傷位置、不同損傷程度、單一損傷、多個(gè)損傷等若干損傷工況，實(shí)驗(yàn)研究小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)數(shù)學(xué)工具在損傷檢測中的應(yīng)用方法和應(yīng)用效果。在每種工況下，基于動(dòng)力測試來獲取不同損傷工況下的動(dòng)力響應(yīng)，采用小波包變換對(duì)該動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析，以構(gòu)建對(duì)損傷敏感的小波包頻段能量值構(gòu)成的損傷特征向量?；谠撎卣飨蛄康臄?shù)學(xué)分析，構(gòu)造了損傷敏感向量和損傷敏感指標(biāo)DI(damage index)。將該損

3、傷指標(biāo)用于損傷識(shí)別，取得了較為理想的效果。同時(shí)，本文還運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)、自組織和強(qiáng)大的容錯(cuò)能力，對(duì)工字鋼梁所構(gòu)建損傷的損傷位置和損傷程度進(jìn)行智能識(shí)別。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過對(duì)大量已有損傷樣本的學(xué)習(xí)，所建模型能夠較好地識(shí)別未參與學(xué)習(xí)的損傷工況的損傷位置和損傷程度。 基于大量的物理模型實(shí)驗(yàn)，探索小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)數(shù)學(xué)工具進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測的可行性和有效性是本文的特色。研究結(jié)果表明，小波包分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于工字鋼梁的損傷識(shí)別是行之有